Ada yang sudah mengenal atau pernah mendengar mengenai istilah Kalor? Simak penjelasan terlengkapnnya di bawah ini.
Pengertian Kalor
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya karena adanya perbedaan suhu.
Ketika dua benda yang memiliki perbedaan suhu bertemu maka kalor akan mengalir (berpindah) dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.
Satuan Internasional yang dipakai untuk kalor adalah Joule (J), tetapi secara umum juga sering dipakai satuan Kalori (kal). Simbol yang digunakan untuk melambangkan kalor adalah Q (huruf kapital). Alat ukur yang digunakan untuk mengukur nilai kalor disebut kalorimeter.
Teori Kalor
1. Asas Black
Asas Black ialah salah satu teori yang digunakan dalam ilmu termodinamika, teori ini diperkenalkan oleh Joseph Black. Bunyi asas black adalah sebagai berikut :
Ketika dua zat dicampur, banyak kalor yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh zat yang suhunya lebih rendah.
2. Teori Oleh Benyamin Thompson
Kalor dapat terjadi karena adanya suatu gesekan antar benda. Teori ini diperkenalkan oleh ilmuwan dari Amerika Serikat yang bernama Benyamin Thompson.
Bukti sederhana dari teori ini adalah ketika anda menggesekkan kedua telapak tangan anda untuk beberapa waktu, maka anda akan merasakan hangat karena adanya energi kalor dari proses tersebut.
3. Teori oleh Robert Mayer
Kalor merupakan salah satu bentuk energi. Energi disini adalah kemampuan membuat sesuatu terjadi atau bentuk kekuatan yang dimiliki benda untuk melakukan sebuah usaha tertentu. Energi ini dapat berpindah dan diubah bentuknya tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.
4. Teori oleh James Prescott
Kesetaran antara satuan kalor dengan satuan energi disebut kalor mekanik. Maksudnya, karena kalor merupakan salah satu bentuk energi, maka satuan kalor sama dengan satuan energi yaitu Joule (J) atau Kalori (Kal).
Kalor dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah wujudnya. Benda yang menerima kalor suhunya akan naik, sedangkan benda yang melepaskan kalor suhunya akan turun.
Rumus Kalor
Q = m . c . ΔT
Keterangan :
- Q : Kalor (J)
- m : Massa Benda (kg)
- c : Kalor Jenis (J KgºC)
- ΔT : Perubahan Suhu (ºC)
- Satuan kalor adalah Kalori (Kal) atau Joule (J)
- Kalori adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air agar suhunya menjadi 1 derajat Celcius.
- 1 Kalori : 4,2 Joule
- 1 Joule : 0,24 Kalori
Kalor dan Perubahan Pada Benda
1. Kalor bisa Mengubah Suhu Zat
Pada dasarnya, masing-masing benda yang suhunya lebih dari nol mutlak, maka benda tersebut memiliki kalor. Kandungan ini yang akan menjadi penentu berapa suhu benda tersebut.
Jika benda tersebut dipanaskan, maka benda menerima tambahan kalor menjadikan suhunya bertambah atau meningkat. Sedangkan jika benda tersebtu didingingkan, maka benda tersebut melepaskan kalor menjadikan suhunya menurun.
2. Kalor bisa Mengubah Wujud Zat
- Membeku (Pembekuan)
Pembekuan yakni suatu proses perubahan bentuk wujud zat cair menjadi zat padat karena terjadinya pelepasan kalor (pendinginan) pada zat cair tersebut.
Proses pembekuan terjadi ketika suhu mencapai titik beku airatau titik leleh yaitu pada 0ºCelsius atau 273ºK atau 32ºFahrenheit. Contohnya perubahan air menjadi es ketika dimasukkan ke kulkas.
- Mencair (Pencairan)
Pencairan yaitu proses perubahan bentuk wujud zat padat menjadi zat cair karena terjadinya penerimaan kalor. Jadi pencairan adalah kebalikan dari pembekuan yang terjadi ketika suhu mencapai titik didih atau titik lebur es yaitu pada 100ºCelsius atau 212ºFahrenheit atau 373ºKelvin. Contohnya perubahan es menjadi air ketika didiamkan pada suhu ruangan.
- Menyublim (Penyubliman)
Penyubliman ialah perubahan bentuk wujud zat padat menjadi zat gas karena terjadinya penerimaan kalor (pemanasan). Contohnya adalah kapur barus yang didiamkan pada suhu ruangan yang lama kelamaan akan habis.
- Mengkristal (Pengkristalan)
Pengkristalan adalah salah satu perubahan bentuk wujud zat gas menjadi zat padat karena terjadinya pelepasan kalor (pendinginan). Jadi pengkristalan merupakan kebalikan dari proses penyubliman. Contohnya adalah perubahan uap menjadi salju.
- Menguap (Penguapan)
Penguapan merupakan suatu perubahan bentuk wujud zat cair menjadi zat gas karena terjadinya penerimaan kalor. Contohnya adalah perubahan embun menjadi uap ketika pagi hari.
- Mengembun (Pengembunan)
Pengembunan ialah sebuah perubahan bentuk wujud zat gas menjadi zat cair karena terjadinya pendinginan (pelepasan kalor) atau karena peningkatan tekanan.
Pengembunan merupakan kebalikan dari peristiwa penguapan. Penguapan juga sering disebut dengan peristiwa kondensasi. Contohnya adalah terbentuknya titik titik air pada dedaunan yang biasa kita sebut dengan embun.
Perpindahan Kalor
1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi
Perpindahan kalor dengan melewati suatu zat perantara (logam) tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut secara permanen.
Seperti misal pada saat memanaskan salah satu ujung logam, maka ujung logam lainnya akan ikut panas, hal ini dikarenakan terjadi hantaran kalor dari suhu tinggi ke suhu rendah.
Pada saat memanaskan salah satu ujung logam, maka partikel yang ada pada ujung logam tersebut akan membuat getaran terjadi pada partikel lain yang tersambung dengannya.
Sehingga semua partikel logam tersebut akan bergetara walau hanya satu ujung logam yang dipanaskan, hal ini akan merangsang terjadinya perpindahan kalor.
2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor melewati suatu zat yang disertai dengan perpindahan bagian-bagian zat tersebut. Konveksi bisa terjadi pada zat-zat cair ataupun gas.
Terdapat dua jenis perpindahan kalor secara konveksi, yakni antara lain :
- Konveksi Secara Ilmiah
Konveksi alamiah yaitu konveksi yang dipangaruhi oleh gaya apung tanpa faktor luar, dan diakibatkan oleh terdapatnya perbedaan jenis benda.
Contohnya pada pemanasan air, massa jenis partikel air yang telah panas akan naik menjauh dari api dan digantikan dengan partikel air lain yang bersuhu lebih rendah. Proses ini menjadikan semua partikel zat tersebut akan panas sempurna.
- Konveksi Paksa
Konveksi paksa yaitu konveksi yang terjadi karena terdapanya pengaruh faktor luar (misal tekanan), dan perpindahan kalor dilaksanakan dengan cara paksa atau sengaja.
Yang berarti panas kalor dipaksa menuju ke tempat yang ingin dituju dengan bantuan faktor luar seperti tekanan, misalnya pada kipas angin yang akan membawa udar dingin ke tempat yang pnas, dan seperti radiator pada mobil yang mempunyai sistem pendingin mesin.
3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi
Perpindahan kalor secara radiasi yaitu proses perpindahan kalor yang tidak menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak sama dengan konduksi dan konveksi.
Pada radiasi, supaya terjadinya perpindahan kalor, maka kedua benda tidak selalu harus bertemu karena kalor bisa berpindah tanpa zat perantara. Yang berarti kalor itu akan dipancarkan ke semua arah oleh sumber panas, dan akan mengalir ke semua arah.
Contohnya pada saat kita dengan dengan api unggung dari sudut manapun, maka kita tetap akan merasakan kehangatan dari sumber api tersebut. Contoh lainnya adalah panas matahari yang sampai ke bumi dan planet lainnya.
Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor
Kalor Jenis merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg massa benda sebesar derajat tertentu (misalnya 1 derajat kelvin).
Satuan Internasional untuk kalor jenis adalah Joule/kgoK. Simbol yang sering digunakan untuk melambangkan kalor jenis adalah c (huruf kecil).
Rumus Kalor Jenis
c = Q / m . ΔT
- c : Kalor Jenis (J/kgºk)
- Q : Kalor (J)
- ΔT : Perubahan Suhu (ºk)
Kapasitas Kalor yakni jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat tersebut sebanyak derajat tertentu (misalnya 1 derajat kelvin).
Satuan Internasional dari kapasitas kalor adalah Joule (J). Simbol yang digunakan untuk melambangkan kapasitas kalor adalah C (huruf kapital).
Rumus Kapasitas Kalor
C = m . c
- C : Kapasitas Kalor (J)
- m : Massa benda (kg)
- c : Kalor Jenis (J/kgºk)
Contoh Soal Kalor
Berapa besar kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi yang massanya 10 kg dari 20oC menjadi 100oC, jika kalor jenis besi 450 J/kgoC ???
Penyelesaian
Diketahui :
- m = 10 kg
- T1 = 20oC
- T2 = 100oC
- c = 450 J/kg oC
Ditanya : Berapa besar kalor Q ???
Jawab :
Q = mc∆T
Q = mc(T2 – T1)
Q = 10 × 450 × (100 – 20)
Q = 10 × 450 × 80
Q = 360.000 J = 360 kJ
Jadi, kalor yang dibutuhkan sebatang besi tersebut yaitu 360 kJ
Demikianlah penjelasan terlengkap mengenai Kalor : Pengertian, Teori, Perubahan, Perpindahan, Kapasitas, Rumus & Contoh Soalnya Lengkap. Semoga bermanfaat dan bisa menambah ilmu pengetahuan bagi para pencari ilmu. Terima Kasih.