Assalamu’alaikum
wr. wb.
Oke
sahabat-sahabat pencari ilmu, kali ini saya akan berbagi arikel pengetahuan
alam tentang Kalor. Kalian pasti pengen tau kan apasih itu kalor? Nah, disini
saya akan menjelaskan tantang kalor tersebut. Monggo sahabat-sahabat, semoga
ilmunya dapat bermanfaat. :D :D
- Pengertian kalor
Kalor
adalah energi yang dapat dibuktikan oleh Joule dengan percobaanya yaitu sebagai
berikut: beban yang dijatuhkan berulang-ulang dari suatu ketinggian akan memutar
sudu didalam bejana berisi air. Ternyata, suhu air dalam bejana naik. Jumlah
kalor yang diterima oleh air adalah massa (m) dengan kenaikan suhu (T). Jumlah
energy yang dihasilkan oleh perputaran sudu-sudu sama dengan berat beban (w)
dikalikan dengan jarak (h). dalam hal ini, energy potensial beban berubah
menjadi energi kinetik sudu-sudu dan akhirnya menjadi kalor yang menaikkan suhu
air. Jadi, kalor adalah energy (Suryatin, 2006).
- Rumus dan satuan kalor
Menurut
sejarah, kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu satu gram air
sebesar satu derajat Celcius disebut kalori (kal). Kalori adalah satuan energy
yang kecil, dan satuan kilokalori (kkal) juga digunakan secara luas (Petrucci,
2008)
1
Kkal= 1.000 kal
Menurut percobaan yang dilakukan Joule, bahwa
terdapat hubungan antara satuan kalor (kalori) dengan energy potensial (joule)
dengan kesetaraan yaitu (Suryatin, 2006):
Adapun rumus dari kalor yaitu:- Perubahan pada benda yang disebabkan oleh Kalor
- Perubahan suhu benda
Menurut (Suryatin,2006) pada dasarnya, benda yang
memiliki kalor yaitu benda yang suhunya lebih dari nol mutlak. Penentuan atau
perubahan suhu di akibatkan oleh banyaknya kandungan kalor yang ada pada benda
tersebut. Apabila suatu benda dipanaskan, maka otomatis benda tersebut suhunya
akan naik. Hal ini disebabkan ditambahnya kalor terhadap benda tersebut.
Sebaliknya apabila suatu benda didinginkan, maka otomtis benda tersebut suhunya
akan turun. Hal ini disebabkan dilepaskannya kalor terhadap benda tersebut.
Lalu, apakah mungkin jika benda yang lebih tinggi
suhunya akan menerima kalor dari benda yang lebih rendah suhunya? Itu adalah
hal yang mustahil jika tidak ada alat bantu. Namun, hal tersebut bisa saja
terjadi jika dilakukan dengan alat bantu.
Maka, dapat dinyatakan bahwa banyaknya kalor yang
dperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda yaitu:
- Sebanding dengan massa zat itu,
- Sebanding dengan kenaikan suhu zat itu, dan
- Tergantung pada jenis zat tersebut.
- Perubahan wujud zat
Perubahan wujud benda dapat terjadi apabila jika suatu
benda tersebut diberikan kalor dalam satuan tertentu. Dalam kehidupan
sehari-hari kita menjumpai tiga wujud zat yaitu padat, cair, dan gas. Kalor
dapat mempengaruhi wujud zat, yaitu padat menjadi cair, cair menjadi gas, dan
sebaliknya. Perubahan wujud zat tidak hanya terjadi saat zat menerima kalor,
tetapi juga saat melepas kalor. Adapun perubahan wujud seperti gambar dibawah
(Mikrajuddin, 2007):
Keterangan:
- Mencair/Melebur: perubahan wujud zat dari padat ke cair.
- Membeku: perubhan wujud zat dari air ke padat.
- Evaporasi: perubahan wujud zat dari air ke gas.
- Kondensasi: perubahan wujud zat dari gas ke cair
- Menyublim: perubahan wujud zat dari padat ke gas
- Deposisi: perubahan wujud zat dari gas ke padat
Contohnya yaitu ketika es dipanaskan (diberi kalor),
maka es (berwujud padat) tersebut akan mencair dan menjadi air (berwujud
cairan), lalu apabila pemanasan ini tidak dihentikan, maka lama-kelamaan air
tersebut akan berubah wujud menjadi gas. Perubahan wujud zat terjadi seperti
diagram gambar diatas. Titik dimana suatu zat akan berubah menjadi zat cair
disebut titik cair atau titik lebur.
- Kapasitas kalor dan kalor jenis
Jika
sebuah benda dipanaskan, maka suhunya akan naik. Sebaliknya, jika sebuah benda
didinginkan, maka suhunya akan turun. Jadi, ada sejumlah kalor yang dibutuhkan
untuk menaikkan suhu atau ada sejumlah kalor yang dilepaskan ketika suhu benda
diturunkan.
- Kapasitas kalor
Kapasitas kalor (C) adalah banyaknya yang diperlukan
suatu zat untuk menaikkan suhunya 1 derajat Celcius. Jika
kalor Q menghasilkan suhu sebesar t maka kapasitas kalor dapat dirumuskan
sebagai berikut (Esvandiasi, 2007)
Menurut (Petrucci,
2008), kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu sistem sebesar
satu derajat disebut kapasitas kalor (head capacity) sistem tersebut. Jika
sitem adalah satu mol zat, digunakan istilah kapasitas kalor molar. Jika sistem
adalah satu gram zat, istilah yang digunakan adalah kalor spesifik. Kalor
spesifik suatu zat bergantung pada suhu.
Kuantitas kalor = massa zat x kalor spesifik x perubahan suhu
Massa zat x kalor spesifik = kapasitas
kalor (C)
Maka, rumus dari kuantitas kalor yaitu:
- Kalor jenis
Menurut (Suryatin, 2006) kalor jenis (c) suatu zat
adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat untuk
menaikkan suhunya 1 derajat Celcius
atau 1K. Kalor jenis suatu zat dapat ditentukan dengan calorimeter. Adapun satuan
untuk kalor jenis (c) adalah: J/kg derajat Celcius atau kal/g derajat Celcius
Maka,
- Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan/menurunkan suhu = Q;
- Untuk menaikkan suhu zat dengan massa m gram sebesar 1 derajat Celcius diperlukan (m x c) kalori;
- Untuk menaikkan suhu zat dengan massa m gram sebesar ∆
diperlukan (m x c x ∆T) kalori.
Adapun jumlah kalor
yang diserap atau dilepaskan zat sebesar;
- Perpindahan kalor
Perpindahan
kalor dapat terjadi dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu
rendah. Perpindahan kalor dibagi menjadi 3 yaitu (Esvandiasi, 2007):
- Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan
kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut.
Contohnya yaitu jika kita mencelupkan sendok stainless steel (terbuat dari
logam) kedalam gelas yang berisi air panas, maka sendok yang tidak tercelup
(ujung sendok) akan terasa panas/hangat. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada
sendok terjadi perpindahan aliran kalor dari bagian yang bersuhu tinggi ke
bagian yang bersuhu rendah. Konduksi kalor pada umumnya terjadi akibat tumbukan
partikel-partikel atau molekul-molekul suatu benda. Jika suatu benda
dipanaskan, partikel-partikel akan bergetar ditempat dengan lebih kuat dan
menggetarkan partikel tetangganya sambil mentransfer energy sehingga energy
partikel tetangga bertambah. Demikian seterusnya partikel-pertikel ini
memberikan sebagian energinya ke pertikel berikutnya.
- Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor dari
satu bagian fluida ke bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri.
Secara alamiah, pergerakan fluida disebabkan oleh perbedaan massa jenis.
Sebagai contoh misalnya pada pemanasan air, massa
jenis partikel air yang sudah panas akan naik menjauh dari api dan digantikan
dengan partikel air lain yang suhunya lebih rendah. Proses ini mengakibatkan
seluruh partikel zat cair tersebut akan panas sempurna. Sedangkan secara paksa,
pergerakan fluida disebabkan oleh perpindahan kalor yang dipaksakan/disengaja.
Sebagai contoh misalnya pada kipas angin yang akan membawa udara dingin ke
tempat yang panas, dan seperti radiator mobil yang memiliki sistem pendingin
mesin.
- Radiasi atau Pancaran
Perpindahan kalor secara radiasi/pancaran adalah perpindahan
kalor tanpa zat perantara. Perpindahan kalor dapat melalui ruang hampa karena
energy kalor dibawa dalam bntuk gelombang elektromagnetik. Sebagai contoh
misalnya kita berada didekat api unggun yang panas, walapun di sudut manapun
maka badan kita juga akan terasa hangat selagi badan kita tidak menyentuh api
unggun tersebut. Hal ini karena perpindahan kalor (api unggun) tersebut dapat
erpindah tanpa zat perantara dan dapat melalui ruang hampa.
Nah sahabat-sahabat pencari ilmu, mungkin cuma
itu ilmu yang bisa saya bagikan. Kalau ada kesalahan, saya minta maaf yang
sebesar-besarnya. Semoga ilmunya bermanfaat.
Wassalamu’alaikum wr.wb
Daftar Pustaka:
Esvandiasi. 2007. Jago Fisika. Jakarta: Puspa Swara
Mikrajuddin., dkk. 2007. IPA Terpadu. Jakarta: Erlangga
Petrucci. 2008. Kimia Dasar: Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern. Jakarta: Erlangga
Suryatin, Budi. 2006. Fisika. Jakarta: Grasindo
.jpeg)
