Pengertian Kalor
Suhu menyatakan tingkat panas benda. Benda memiliki tingkat
panas tertentu karena di dalam benda terkandung energi panas.
Seperti telah kamu lakukan dalam kegiatan penyelidikan
tersebut bahwa segelas air dan seember air yang bersuhu sama memiliki energi
panas yang berbeda. Untuk menaikkan suhu 200 g air, memerlukan energi panas yang
lebih besar daripada 100 g air. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih
besar mempunyai energi panas yang lebih besar pula.
Energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih
tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah disebut kalor. Apakah satuan kalor?
Sebagai bentuk energi, dalam SI kalor mempunyai satuan joule (J). Satuan kalor
yang populer (sering digunakan pada bidang gizi) adalah kalori dan kilokalori.
Tubuh kamu mengubah sebagian makanan menjadi energi panas. Perhatikan Gambar 4.3. Energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam kilokalori, sering disingkat kkal atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal makanan sama dengan 1.000 kalori. Kita menggunakan kilokalori untuk makanan, karena kalori terlalu kecil untuk dipakai mengukur energi pada makanan yang dimakan (agar bilangan yang dikomunikasikan tidak terlalu besar).
Zat gizi makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau energi bentuk lain. Sebagian energi ini digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh. Saat kamu sedang kedinginan, kamu akan menggigil untuk mempercepat metabolisme tubuh sehingga suhu tubuh tetap terjaga. Setiap makanan kemasan harus tercantum kandungan energinya.
Pada kegiatan sebelumnya, kamu telah mengamati bahwa air
jika diberi panas dari pembakar spiritus yang menyala, ternyata suhunya naik.
Secara umum, suhu benda akan naik jika benda itu mendapatkan kalor. Sebaliknya,
suhu benda akan turun jika kalor dilepaskan dari benda itu. Air panas jika
dibiarkan lama-kelamaan akan mendingin mendekati suhu ruang. Hal ini
menunjukkan bahwa sebagian kalor dilepaskan benda tersebut ke lingkungan. Telah
kamu ketahui pula bahwa kenaikan suhu oleh kalor dipengaruhi massa benda. Untuk
menaikkan suhu yang sama, air bermassa 200 g memerlukan kalor yang lebih besar
daripada air bermassa 100 g. Apakah yang memengaruhi kenaikan suhu hanya jumlah
kalor dan massa benda saja?
Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda hingga suhu
tertentu dipengaruhi juga oleh jenis benda. Besaran yang digunakan untuk
menunjukkan hal ini adalah kalor jenis.
Ingat kembali, bahwa perubahan suhu pada skala Celcius sama
dengan perubahan suhu pada skala Kelvin. Tabel 4.1 menunjukkan kalor jenis
beberapa bahan. Kamu dapat mengamati bahwa bahan yang berbeda memiliki kalor
jenis yang berbeda pula.
Dari kegiatan tersebut, kamu dapat menyimpulkan hasilnya sebagai berikut.
Jika simpulanmu ini dirumuskan secara matematis, dapat ditulis seperti berikut.
atau
kalor yang diperlukan untuk kenaikan suhu = kalor jenis x
massa benda x kenaikan suhu
Kesimpulan di atas dapat dilambangkan sebagai berikut.
Q = m x c x ∆T
Contoh Penerapan
Berapa kalor yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu 500 g air, dari suhu mula-mula 20 C menjadi 100 C ?
Massa m = 500 g =
0,5 kg
Kalor jenis air (lihat Tabel 4.1) c = 4.184J/(kg.K)
Kenaikan suhu air ∆t = (100-20) C = 80 K
Pertanyaan Q = ?
Jawab :
Q = c x m x ∆t
= 4.184 x 0.5 x 80
J
= 167.360 J
Jadi kalor yang diperlukan sebesar 167.360 J
Terjadinya perubahan wujud sering diamati dalam kehidupan seharhari. Contoh yang sering kamu jumpai, yaitu pada air mendidih kelihatan gelembung- gelembung uap air yang menunjukkan adanya perubahan wujud dari air menjadi uap. Untuk mendidihkan air, diperlukan kalor. Jadi, untuk mengubah wujud zat cair menjadi gas diperlukan kalor.
Proses perubahan wujud benda dapat dilihat pada gambar berikut
Q = kalor yang dibutuhkan/dilepas untuk berubah
wujud (J)
m = massa zat yang
berubah wujud (kg)
L = kalor lebur atau kalor beku (J/kg)
U = kalor penguapan
atau kalor pengembunan (J/kg)
Contoh Penerapan
Berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 5 kg air
dalam keadaan beku (es), jika kalor lebur air tersebut 336.000 J/kg?
Langkah-langkah Penyelesaian
Apa yang diketahuinya?
Massa, m = 5 kg
Kalor lebur air L = 336.000 J/kg = 3,36 x 105 Jkg
Pertanyaan Q meleburkan es = ?
Q = m L
Q = (5 kg) (3,36 x 105 Jkg)
Q = 16,8 x 105
J
Jadi, es tersebut memerlukan kalor sebesar 1,68 x
106 untuk
melebur
PERTANYAAN
Berapa kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 200 g air, dari suhu mula-mula 50 C menjadi 100 C ?
Berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 3 kg air dalam keadaan beku (es), jika kalor lebur air tersebut 336.000 J/kg?
Jangan lupa presensi pada link di bawah ini