Ayo Coba 4.13
Ayo Coba 4.13
Tujuan
Memahami bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat bergantung pada massa zat
Alat dan bahan
Dua buah gelas kimia, air, pembakar spiritus atau pembakar bunsen, kaki tiga, kasa, dan stopwatch
a b Cara kerja
1. Isilah kedua gelas kimia tersebut dengan air masing-masing
Gambar 4.16
sebanyak 300 mL dan 100 mL. 2. Panaskan kedua gelas kimia dengan pembakar yang sama
(a) Dengan massa air yang secara bergantian. Usahakan nyala api tidak berubah. Catat lebih banyak, akan lebih lama
mendidih daripada waktu yang diperlukan sampai air mendidih.
(b) massa yang sedikit. Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.
Berdasarkan kegiatan Ayo Coba 4.13 tersebut, dapat dikatakan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan suatu zat bergantung pada besar massanya. Semakin banyak massa zat, semakin lama untuk mendidihkannya. Hal ini disebabkan banyak partikel zat yang harus diubah menjadi gas sehingga semakin banyak kalor yang diberikan untuk mendidih.
Apakah untuk mendidihkan zat yang berbeda memer- lukan jumlah kalor yang berbeda pula? Untuk menjawabnya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.14 berikut.
88 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Ayo Coba 4.14
Tujuan
Memahami bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidih ber- gantung pada jenis zat
Alat dan bahan
Dua buah gelas kimia, air, alkohol, pembakar spiritus atau pembakar bunsen, kaki tiga, kasa, dan stopwatch
Cara kerja
Air Alkohol
1. Isilah gelas kimia pertama dengan air sebanyak 50 g dan gelas
kimia kedua dengan alkohol sebanyak 50 g. Gambar 4.17 2. Panaskan kedua gelas kimia dengan pembakar secara ber-
gantian. Usahakan nyala api tidak berubah. Catat waktu yang Antara (a) air dan (b) alkohol, diperlukan sampai mendidih.
manakah yang memerlukan kalor lebih banyak sampai
Pertanyaan
keduanya mendidih? 1. Zat cair manakah yang lebih cepat mendidih?
2. Manakah yang paling banyak memerlukan kalor sampai zat
Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika
cair mendidih?
menyalakan pembakar
3. Buatlah kesimpulan tentang hubungan antara kalor yang di-
spiritus. Jangan bermain-
perlukan sampai mendidih dan jenis zat cair.
main dengan api.
Air memiliki titik didih yang lebih besar dibandingkan dengan alkohol. Jadi, air lebih banyak membutuhkan kalor daripada alkohol untuk mencapai suhu tertentu. Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa kalor sebanding dengan massa benda. Begitu pula kalor yang digunakan untuk mendidihkan suatu zat akan sebanding dengan massa zat tersebut. Selain itu,
kalor yang digunakan untuk mendidihkan suatu zat bergantung pada jenis zat tersebut. Jenis zat ini akan menentukan titik didihnya, yaitu suhu di mana suatu zat berubah wujud dari
zat cair menjadi gas pada tekanan 1 atm. Titik didih suatu zat sama dengan titik embunnya, yaitu di mana terjadi proses pengembunan atau perubahan wujud dari gas menjadi cair.
Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 kg zat pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Besar kalor uap selalu sama dengan kalor embun, yakni kalor yang diperlukan untuk mengembunkan 1 kg zat gas.
Secara matematis, hubungan antara kalor yang di bu- tuhkan untuk mendidihkan suatu zat dengan massanya ditulis sebagai berikut.
Q = m . U (4–2) dengan: Q = banyaknya kalor yang diperlukan (J)
m = massa zat (kg) U = kalor uap (J/kg)
Kalor dalam Perubahan Wujud Zat
Hal Penting Hal Penting
Dari hasil percobaan, diperoleh beberapa titik didih zat cair
Key Point Key Point
yang diperlihatkan pada Tabel 4.2 berikut.
Melebur adalah proses
Tabel 4.2 Titik Didih Berbagai Zat
perubahan wujud dari padat
Kalor Uap
menjadi cair pada suhu
Nama Zat
Titik Didih (°C)
konstan. Membeku adalah
Kkal/kg J/kg
proses perubahan wujud
51 2,1 10 5 dari cair menjadi padat pada
Oksigen
78 204 8,5 10 5 suhu konstan. Melebur dan
Alkohol
539 22,6 10 5 membeku hanya terjadi
Air
208 8,7 10 5 pada titik lebur dari benda.
Timbel
558 23 10 5 Melting is the process by
Perak
1.150 48 10 5 which a solid becomes a liquid
Tungsten
1.520 63,4 10 5 at constant temperature.
Besi
Tabel 4.2 memperlihatkan bahwa zat yang berbeda me-
Freezing is the process by
miliki titik didih yang berbeda pula. Di antara berbagai jenis zat
which a liquid becomes a solid at constant temperature.
cair, air memiliki titik didih yang relatif besar daripada zat cair
Melting and freezing take
lainnya sehingga air sering digunakan sebagai pendingin benda-
place only at the melting point
benda yang memiliki titik didih di atas 100°C.
of the substance.
Contoh Soal 4.2
Hitunglah kalor yang diperlukan 0,5 kg alkohol hingga seluruhnya menjadi uap.
Penyelesaian: Diketahui: m = 0,5 kg
U = 0,85 × 10 6 J/kg Ditanyakan: besarnya Q Q= m.U
= 0,5 kg × (0,85 × 10 6 J/kg) = 425.000 J Jadi, Q = 425 kJ.
6. Pada Saat Melebur Zat Membutuhkan Kalor
Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Kamu telah mengetahui bahwa perubahan wujud terjadi jika benda diberi kalor. Kamu akan mengamati hubungan antara kalor dan perubahan suhu pada saat melebur. Lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.15 berikut.
Ayo Coba 4.15
Tujuan
Memahami bahwa melebur memerlukan kalor
Alat dan bahan
Gelas kimia kecil, kasa, parafi n, pembakar spiritus atau pembakar bunsen, kaki tiga, statif, termometer, dan stopwatch
90 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Cara kerja
1. Potong-potonglah parafi n menjadi bagian-bagian kecil, lalu masukkan ke dalam gelas kimia. 2. Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 4.18.
3. Nyalakan pembakar bunsen. Amati perubahan dan suhu parafin setiap 30 sekon. Catat hasil pengamatanmu pada tabel berikut.
No. Waktu
Suhu Pemanasan
Suhu Pendinginan
(sekon)
Parafi n (°C)
Parafi n (°C)
Sebuah gelas kimia yang berisi 4. Matikan pembakar spiritus pada saat seluruh parafi n telah
potongan para ½ n dibakar di melebur. Catat pendinginan suhu parafi n setiap 30 sekon.
atas pembakar spiritus. 5. Gambarlah sketsa grafi k yang menyatakan hubungan antara
Lakukan kegiatan dengan
suhu dan waktunya.
hati-hati, terutama ketika
Pertanyaan
menyalakan pembakar
1. spiritus. Jangan bermain- Bagaimanakah suhu parafi n sebelum melebur?
main dengan api.
2. Bagaimanakah suhu parafi n pada saat melebur? 3. Bagaimanakah suhu parafi n ketika membeku? 4. Dipakai apakah kalor yang diterima parafi n pada saat melebur
atau membeku? Suhu parafi n terus naik dengan cepat sesuai dengan
T( o C)
penambahan kalornya sampai melebur. Pada saat parafi n melebur atau membeku, suhunya tidak berubah padahal
kalor terus diberikan. Suhu pada saat melebur disebut titik b lebur. Titik lebur suatu zat sama dengan titik bekunya.
Kalor yang tersembunyi saat meleburkan atau mem- a bekukan suatu zat disebut kalor laten lebur atau kalor laten
beku yang biasanya dikenal dengan kalor lebur atau kalor
Pemanasan para ½n Q(J)
beku saja. Besarnya kalor lebur dan kalor beku adalah sama T( o untuk satu jenis zat. Pada saat itu, kalor yang diberikan tidak C)
digunakan untuk mengubah suhu, tetapi digunakan untuk mengubah wujud suatu zat. Sketsa grafi k pada peleburan d
dan pembekuan parafi n diperlihatkan pada Gambar 4.19.
Perhatikan Gambar 4.19. Pada proses a, suhu naik sesuai dengan penambahan kalor. Pada proses ini, kalor di gunakan untuk menaikkan suhu. Proses b, kalor digunakan untuk melebur kan zat. Setelah melebur seluruhnya, kalor kembali
Pendinginan para ½n Q(J)
digunakan untuk menaikkan suhu. Setelah pemberian kalor
Gambar 4.19
dihentikan, suhu kembali turun. Pada proses e, suhu zat tetap, Gra ½ k pemanasan dan sementara kalor dilepaskan selama pembekuan zat. Setelah pendinginan para ½n membeku seluruhnya, kalor dilepaskan untuk menurunkan
suhu (pada proses f ).
Kalor dalam Perubahan Wujud Zat
7. Kalor yang Diperlukan Untuk Melebur Bergantung pada Massa Zat dan Jenis Zat
Sudah kamu ketahui bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidihkan suatu zat bergantung pada massa zat dan jenisnya. Semakin banyak zat yang didihkan semakin besar pula kalor yang diperlukannya. Bagaimanakah dengan peleburan, apakah massa zat yang lebih besar juga me- merlukan kalor lebih banyak? Untuk mengetahuinya, lakukan kegiatan Ayo Coba 4.16 berikut.