94
Mari BIAS 1
1. Berapakah kalor yang diperlukan oleh 4 kg es
o
C agar melebur menjadi air 0
o
C? L
= 334 kJkg
Q
1
Q
2
Q
3
Grafik Q–T dari es –5
o
C hingga menjadi 70
o
C 7 0
- 5
Penyelesaian: Diketahui:
m = 4 kg
L = 334 kJkg
Ditanyakan : Q = ...?
Jawab: Q = m L
= 4 kg u
334 kJkg = 1.336 kJ
Jadi, kalor yang diperlukan sebesar 1.336 kJ. 2. Hitung panas yang
diperlukan oleh 500 gram es –5
o
C untuk menjadi air 70
o
C.
Penyelesaian:
Diketahui: m =
500 g = 0,5 kg c
es
= 2,1 kJkg
o
C L =
334 kJkg c
air
= 4,2 kJkg
o
C Ditanyakan: Q = ...?
Langkah-langkahnya:
1 es –5
o
C naik menjadi es 0
o
C o
panas yang dibutuhkan Q
1
2 es 0
o
C lebur menjadi air 0
o
C o
panas yang dibutuhkan Q
2
3 air 0
o
C naik menjadi air 70
o
C o
panas yang dibutuhkan Q
3
Q
1
= m c
es
T
2
– T
1
Q
2
= m L Q
3
= m c
air
T
4
– T
3
Q
1
= 0,5 kg u
2,1 kJkg
o
C u
5
o
C = 5,25 kJ Q
2
= 0,5 kg u
334 kJkg = 167 kJ Q
3
= 0,5 kg u
4,2 kJkg
o
C u
70
o
C = 147 kJ Jadi, jumlah panas yang dibutuhkan
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
= 5,25 kJ + 167 kJ + 147 kJ Q = 319,25 kJ
Dalam suatu wadah terdapat 5 kg air bersuhu 10
o
C. Ke dalam air tersebut dimasukkan 10 gram besi bersuhu 100
o
C. Berapakah suhu air setelah dimasuki besi?
Suhu dan Kalor
95
E. PEMANFAATAN KALOR
Dalam kehidupan sehari-hari, kalor sangat diperlukan. Tanpa adanya kalor segala aktivitasnya berhenti total. Salah satu contoh
pemanfaatan kalor yaitu pada proses penyulingan air. Prinsip penyu- lingan air adalah pemanfaatan perubahan wujud zat. Adapun prinsip
kerja penyulingan air ditunjukkan pada Gambar 5.10.
1 Air yang mengandung suatu zat misalnya air kotor dipanasi dengan kompor hingga menguap.
2 Uap air yang mengandung kotoran akan keluar melalui pipa. Setelah sampai di kondensor atau pendingin, uap air berubah men-
jadi butir-butir air bersih. 3 Butir-butir air bersih hasil penyulingan tersebut ditampung ke dalam
gelas ukur. Prinsip penyulingan itu dapat digunakan untuk memurnikan
air atau untuk membuat minyak kenanga.
Kondensor
S Gambar 5.10
Skema
penyulingan air
1. Mengapa pada saat terjadi perubahan wu- jud, suhu zat tidak berubah?
2. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah es batu –5
o
C sebanyak 2 kg menjadi air bersuhu 80
o
C? 3. Secangkir kopi panas dilengkapi dengan
cawan. Bagaimana cara mempercepat ko- pi menjadi dingin?
Gunakan Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 untuk mengerjakan soal nomor 2. 4. Jelaskan bahwa asas Black pada dasar-
nya merupakan hukum kekekalan energi. 5. Hitunglah kalor yang diperlukan untuk
mengubah 1 kg es batu –15
o
C menjadi air semuanya bersuhu 20
o
C.
Menumbuhkan Semangat Wirausaha
Cobalah bersama kelompok belajarmu merancang sebuah alat penyu- lingan air secara sederhana dengan melihat skema contoh di atas.
Gunakan alat rancanganmu itu untuk menyuling air kotor.
Tujuan belajarmu adalah dapat:
menerapkan konsep kalor dan perpindahannya untuk
menyelesaikan masalah ke- hidupan sehari-hari
Tujuan Pembelajaran
96
Mari BIAS 1
Sumber kalor terbesar di muka bumi adalah matahari, sehing- ga wajarlah apabila matahari disebut sebagai dapur energi terbesar di
muka bumi ini. Kalor baru dapat dimanfaatkan kalau sudah dipin- dahkan dari sumber menuju tempat atau alat lain yang memerlu-
kannya. Secara alami, kalor berpindah dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat yang bersuhu lebih rendah.
Perpindahan kalor dapat diatur. Artinya benda mana yang perlu menerima tambahan kalor dan benda mana yang harus dijaga agar besar
kalornya tetap. Hal ini dapat dijumpai, seperti pada termos. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Konduksi
Konduksi hantaran, yaitu perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat itu. Misalnya, perpindahan
kalor yang terjadi pada zat padat. Benda yang dapat menghantarkan panas disebut konduktor, se-
dangkan benda yang tidak dapat menghantarkan menghambat panas disebut isolator. Coba sebutkan contoh-contoh benda lain yang
termasuk konduktor dan isolator.
Apakah air termasuk konduktor? Untuk menjawab perta- nyaan ini cobalah kamu melakukan kegiatan berikut bersama ke-
lompokmu. Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.
kerikil es batu
Tujuan: Menguji daya hantar air terhadap kalor. Alat dan Bahan:
– Tabung reaksi – Pembakar spiritus
– Statif – Air
– Es batu – Kerikil
Cara Kerja: 1. Sediakan 1 buah tabung reaksi, 1 buah pembakar spiritus, air,
dan bongkahan es. 2. Masukkan bongkahan es batu ke dasar tabung. Tindihlah es
batu tersebut dengan beberapa biji kerikil. 3. Masukkan air ke dalam tabung kira-kira
4 3
bagian. 4. Pasanglah tabung tersebut ke statif seperti gambar di samping.
5. Panasi mulut tabung reaksi hingga air pada tabung reaksi mendidih. Apakah bongkahan es mencair saat air mendidih?
Pertanyaan:
1. Apakah kegunaan kerikil pada percobaan ini? 2. Mencairkah es batu saat permukaan air mulai mendidik?
3. Nyatakan kesimpulan kelompokmu dalam buku kerjamu.
