Pemuaian Zat dalam Kehidupan Sehari-hari

80 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Satuan internasional dalam sistem MKS untuk kalor jenis adalah J kg -1 °C -1 . Satuan kalor jenis suatu zat dapat juga dituliskan dalam kalori per gram o Celsius. Sebagai contoh, dalam sistem MKS kalor jenis air adalah 4.200 J kg -1 °C -1 . Hal ini berarti bahwa kalor yang diperlukan untuk menaikkan 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Nah, tahukah kamu kalor jenis zat-zat lainnya? Kalor jenis beberapa zat dapat kamu lihat pada Tabel 3.5. Contoh 1. Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 500 g air dari 25 °C menjadi 100 °C, jika kalor jenis air adalah 4.200 J kg -1 °C -1 ? Jawab: massa air m = 500 g = 0,5 kg kalor jenis air c = 4.200 J kg -1 °C -1 kenaikan suhu air Δ T = 100 °C – 25 °C = 75 °C Q = ...? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 12 diperoleh: Q = m ⋅ c ⋅ ΔT = 0,5 kg × 4.200 J kg -1 °C -1 × 75 °C = 157.500 J Jadi, kalor yang diperlukan adalah 157.500 J. 2. Sebuah besi yang bermassa 2 kg dipanaskan dari 14 °C menjadi 30 °C. Jika kalor yang diperlukan untuk memanaskan besi tersebut adalah 14.400 J, berapakah kalor jenis besi tersebut? Jawab: massa besi m = 2 kg kenaikan suhu besi Δ T = 30 °C – 14 °C = 16 °C energi kalor yang diperlukan Q = 14.400 J c = ...? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 13 diperoleh: c = Q m T ⋅ Δ = 14.400 J 2 kg × 16 C ° = 450 J kg -1 °C -1 Jadi, kalor jenis besi tersebut adalah 450 J kg -1 °C -1 . 3. Kalor 31,5 kJ dilepaskan dari 1,2 kg es pada suhu -15 °C. Berapakah suhu akhirnya, jika kalor jenis es adalah 2.100 J kg -1 °C -1 ? Jawab: suhu awal = -15 °C massa es m = 1,2 kg kalor jenis es c = 2.100 J kg -1 °C -1 energi kalor yang dilepaskan Q = 31,5 kJ = 31.500 J suhu akhir = ...? Tabel 3.5 Kalor jenis ber- bagai zat Nama Zat Koefisien Jenis J Kg -1 °C -1 timah hitam raksa perak tembaga besi kaca aluminium udara kayu es alkohol air 130 140 230 390 450 670 900 1.000 1.700 2.100 2.400 4.200 Tokoh Sains James Prescott Joule James Prescott Joule 1818 - 1889 ialah seorang ilmuwan Inggris yang merumuskan Hukum Kekekalan Energi, yaitu Energi tidak dapat diciptakan ataupun di- musnahkan. Ia adalah seorang ilmuwan Inggris yang hobi fisika. Dengan percobaan ia berhasil membuktikan bahwa panas kalor tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir. Sumber: Phyisics for You Wujud Zat dan Perubahannya 81 Q = m ⋅ c ⋅ ΔT → ΔT = Q m c ⋅ = -1 -1 31.500 J 1,2 kg × 2.100 J kg ° C = 12,5 °C Jadi, suhu akhirnya adalah: Perubahan suhu = suhu awal – suhu akhir suhu akhir = suhu awal – perubahan suhu = -15 °C – 12,5 °C = -27,5 °C Kapasitas kalor Kapasitas kalor didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 °C atau 1 K. Secara matematis kapasitas kalor dirumuskan: C = Q T Δ ... 3 – 14 Atau C = m ⋅ c ... 3 – 15 Keterangan: Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas J C = kapasitas kalor J °C -1 atau J K -1 ΔT = kenaikan suhu °C atau K m = massa benda kg c = kalor jenis J kg -1 °C -1 Contoh Untuk menaikkan suhu suatu benda dari 10 °C hingga 30 °C diperlukan kalor 60.000 J. Hitung besar kapasitas kalor benda tersebut Jawab: Q = 60.000 J T 1 = 10 °C T 2 = 30 °C C = ….? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 14 diperoleh: C = Q T Δ = ° − 60.000 J 30 C 10 °C = 3.000 J °C -1 Jadi, kapasitas kalor benda adalah 3.000 J °C -1 .

b. Kalor dan Perubahan Wujud Zat

Pernahkah kamu membeli es krim? Jika kamu membeli es krim, kemudian es krim tersebut kamu biarkan beberapa saat di tempat yang terbuka, maka es krim tersebut lama- kelamaan akan mencair. Mengapa es krim dapat mencair? Gambar 3.15 Es krim mencair karena menerima kalor dari sekitarnya. Sumber: Dokumen Penerbit 82 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Hal ini disebabkan es krim menerima kalor dari udara di sekitarnya sehingga es krim mengalami perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa tersebut membuktikan bahwa kalor yang diberikan pada suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut. Agar kamu lebih memahami hubungan antara kalor dan perubahan wujud zat, lakukanlah Kegiatan 3.9 berikut. Kegiatan 3.9 Hubungan antara Kalor dengan Perubahan Wujud Zat Tujuan: Menyelidiki hubungan antara kalor dengan perubahan wujud zat. Alat dan bahan: 1. Gelas kimia 5. Piring kaca yang bening, 2. Pembakar spiritus 6. Es batu. 3. Kaki tiga 4. Kawat kasa Prosedur kerja: 1. Masukkan es ke dalam gelas kimia, kemudian panaskan dengan pembakar spiritus. Perhatikan gambar di samping. 2. Amati perubahan wujud pada es. 3. Setelas es mencair, panaskan air sampai mendidih. Kemudian, dekatkan piring kaca yang bening ke mulut gelas kimia. Perhatikan gambar di samping. 4. Amati perubahan wujud pada air. Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan. 1. Perubahan wujud apa yang terjadi pada es setelah dipanaskan? 2. Perubahan wujud apa yang terjadi pada air setelah dipanaskan? 3. Apakah yang terlihat pada permukaan piring yang didekatkan di mulut gelas kimia? Dari Kegiatan 3.9 di atas kamu telah menyelidiki pengaruh pemberian kalor pada es batu sehingga es batu mengalami perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa ini dinamakan mencair. Setelah menjadi air, kemudian air tersebut diberi kalor, kamu dapat mengamati bahwa air juga mengalami perubahan wujud. Perubahan wujud yang dialami air ketika diberikan kalor adalah dari zat cair menjadi zat gas. Peristiwa ini dinamakan menguap. es batu p i r i n g kaca