26
d. Uraian Materi Kalor
Ketika suatu ketel air dingin diletakkan di atas kompor, temperatur air akan naik. Kita katakan bahwa kalor mengalir dari kompor ke air yang dingin.
Ketika kedua benda yang temperaturnya berbeda diletakkan saling bersentuhan, kalor akan mengalir seketika dari yang panas ke yang dingin. Aliran kalor
seketika ini selalu dalam arah yang cenderung menyatakan temperature. Jika kedua benda tersebut disentuhkan cukup lama sehingga temperatur keduanya
sama, keduanya dikatakan dalam keadaan setimbang termal, dan tidak ada lagi kalor yang mengalir di antaranya. Sebagai contoh, ketika teermometer demam
pertama kali dimasukkan ke mulut pasien, kalor mengalir dari mulut pasien tersebut ke thermometer; ketika pembacaan termometer berhenti naik, termometer
setimbang dengan mulut orang tersebut dan temperaturnya sama.
27
1 Kalor sebagai Transfer Energi
Kalor mengalir dengan sendirinya dari suatu benda yang temperaturnya lebih tinggi ke benda lain dengan temperatur yang lebih rendah. Satuan yang
umum untuk kalor, yang masih digunakan sekarang, dinamakan kalori. Satuan yang lebih sering digunakan dari kalori adalah kilokalori kkal, yang besarnya
1000 kalori. Kadangkala satu kilokalori disebut Kalori dengan huruf K besar.
28
Dimana 1 kal = 4,186 J yang merupakan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 g air sebesar 1 C
o
. Jadi, kalor mengacu pada transfer energi dari satu benda ke yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.
2 Kalor Jenis
Besar kalor Q yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur zat tertentu sebanding dengan massa m zat tersebut dan dengan perubahan temperatur
∆T. Hal ini dapat dinyatakan dalam persamaan,
29
…………………………………2.1
27
Douglas C Giancoli, Fisika, Edisi 5, Jilid 1, Jakarta: Erlangga, 2001, h. 488.
28
Ibid., h.489.
29
Ibid., h.492.
27
di mana c adalah besaran karakteristik dari zat tersebut, yang disebut kalor jenis. Dimana kalor jenis durumuskan sebagai berikut:
c = Qm∆T, Keterangan:
Q : kalor Joule m : massa benda kg
c : kalor jenis benda Jkg °C T : perubahan suhu benda ° C
Jadi, kalor jenis, c, dari zat didefinisikan sebagai energi atau kalor yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur massa satuan zat sebesar 1 derajat.
3 Kapasitas kalor
Kalor yang dibutuhkan 1 panci air agar suhunya naik 1° C disebut kapasitas kalor. Kapasitas kalor sebenarnya banyaknya energi yang diberikan
dalam bentuk kalor untuk menaikkan suhu benda sebesar satu derajat. Pada sistem SI, satuan kapasitas kalor adalah JK
-1
. Namun, karena di Indonesia suhu biasa dinyatakan dalam skala Celsius, maka satuan kapasitas kalor yang dipakai dalam
buku ini adalah J°C. Kapasitas kalor dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan: Q : kalor yang diserapdilepas J
C : kapasitas kalor benda J°C T : perubahan suhu benda °C
4 Konservasi Energi
Konservasi energi memainkan peranan penting: kehilangan kalor sebanyak
satu bagian sistem sama dengan kalor yang didapat oleh bagian yang lain:
30
…………2.2 Pertukaran energi tersebut merupakan dasar teknik yang dikenal dengan
nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Dengan demikian, ketika kalor mengalir di dalam sistem yang terisolasi,
30
Ibid., h.494.
28
konservasi energi memberitahu kita bahwa kalor yang diterima oleh satu bagian sistem sama dengan kalor yang dikeluarkan oleh bagian sistem yang lain.
Konservasi energi pada pertukaran kalor, seperti yang ditunjukkan oleh Persamaan 2.2, pertama kali diukur oleh Joseph Black 1728-1799, seorang
ilmuwan Inggris. Oleh karena itu, Persamaan 2.2 dikenal sebagai asas Black.
5 Perubahan Wujud Zat
Kecenderungan untuk berubah wujud ini disebabkan oleh kalor yang dimiliki setiap zat. Suatu zat dapat berubah menjadi tiga wujud zat, di antaranya
cair, padat, dan gas. Perubahan wujud zat ini diikuti dengan penyerapan dan pelepasan kalor.
Gambar 2.2 Diagram Perubahan Wujud Zat
a Kalor Penguapan dan Pengembunan Kalor penguapan adalah kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk
menguapkan zat tersebut. Jadi, setiap zat yang akan menguap membutuhkan kalor. Adapun kalor pengembunan adalah kalor yang dilepaskan oleh uap air yang
berubah wujud menjadi air. Secara matematis, kalor penguapan dan pengembunan dapat dituliskan sebagai berikut.
…………………………2.3 Keterangan
Q : kalor yang dibutuhkan saat penguapan atau kalor yang dilepaskan saat pengembunan,
m : massa zat, dan L : kalor laten penguapan atau pengembunan.
Kategori