Suhu, Kalor dan Perpindahan Kalor
1. Suhu dan Kalor
2. Kalor
Suhu adalah suatu besaran yang menunjukan derajat panas dari suatu benda. Benda yang memiliki panas akan menunjukan
suhu yang tinggi daripada benda dingin. Alat untuk mengukur suhu yaitu thermometer
1. Kalor
Istilah kalor berasal dari kata caloric, yang pertama kali diperkenalkan oleh Antoine Laurent Lavoiser (1743 – 1794), seorang ahli kimia dari Prancis. Oleh para ahli kimia dan fisika saat itu, kalor dianggap sebagai zat alir yang tidak terlihat oleh mata. Kalor mempunyai pengaruh terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud zat.
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda bersentuhan. Alat untuk mengukur besarnya kalor disebut kalorimeter.
2. Rumus dan satuan kalor
Untuk mengetahui banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu zat digunakan persamaan :
Q = m.c.ΔT
Dimana :
Q = banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu benda (Joule)
m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)
c = kalor jenis zat (J/Kg⁰C)
ΔT = perubahan suhu (⁰C)
Untuk menentukan kalor jenis suatu zat digunakan persamaan :
C = Q / m.ΔT
Dimana :
C = kalor jenis zat (J/Kg⁰C)
Q = banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu benda (Joule)
m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)
ΔT = perubahan suhu (⁰C)
Untuk menentukan kapasitas kalor suatu zat digunakan persamaan :
C = Q / ΔT
Dimana :
C = kapasitas kalor (J/K)
Q = banyaknya kalor (J)
ΔT = perubahan suhu (K)
Kapasitas kalor juga dapat ditentukan dengan persamaan lain,
C = m. c
3. Kalor dan perubahan pada benda
Seringkali kita temukan kejadian-kejadian menarik di sekitar kita. Misalnya saja, air yang dipanaskan secara terus-menerus akan berubah menjadi uap, es jika dibiarkan di atas meja dapat mencair, dan kapur barus yang dibiarkan dapat habis tak bersisa. Kejadian tersebut merupakan salah satu contoh pengaruh kalor terhadap wujud benda.
Kita semua telah mengetahui bahwa wujud benda atau zat ada tiga macam, yakni cair, padat, dan gas. Apabila suatu zat menerima atau melepaskan kalor, maka wujudnya dapat berubah menjadi wujud lain. Misalnya, es yang menerima kalor dari lingkungan akan berubah menjadi cair dan air yang menerima kalor dari hasil pemanasan akan berubah menjadi uap atau gas.
Ketika suatu zat berubah menjadi wujud lain, diperlukan atau dilepaskan sejumlah kalor. Kalor yang diperlukan atau dilepaskan per satuan massa pada saat terjadi perubahan fase atau wujud disebut kalor laten.
4. Perpindahan kalor
5. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat padat yang tidak ikut mengalami perpindahan. Contohnya :
- Benda yang terbuat dari logam akan terasa hangat atau panas jika ujung benda dipanaskan, misalnya ketika memegang kembang api yang sedang dibakar.
- Knalpot motor menjadi panas saat mesin dihidupkan.
- Tutup panci menjadi panas saat dipakai untuk menutup rebusan air.
- Mentega yang dipanaskan di wajan menjadi meleleh karena panas.
- Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran yang zat perantaranya ikut berpindah. Contohnya
2. Radiasi
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Contohnya :
- Panas matahari sampai ke bumi walau melalui ruang hampa.
- Tubuh terasa hangat ketika berada di dekat sumber api.
- Menetaskan telur unggas dengan lampu.
- Pakaian menjadi kering ketika dijemur di bawah terik matahari.
6. Pengertian Azas Black
“Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepaskan zat yang suhunya lebih tinggi itu sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang memiliki suhu yang lebih rendah”.
7. Rumus azas black
Qlepas = Qterima |
Keterangan:
Qlepas adalah jumlah kalor yang dilepas oleh zat
Qterima adalah jumlah kalor yang diterima oleh zat
dan rumus berikut adalah penjabaran dari rumus diatas :
(M1 X C1) (T1-Ta) = (M2 X C2) (Ta-T2)
Cara cepat/mudah
(M1 X T1 + M2 X T2) / (M1 + M2)
Keterangan :
M1 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
C1 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
T1 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
Ta = Temperatur akhir pencampuran kedua benda
M2 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah
C2 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah
T2 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah