6 5
dengan Q, dan perubahan suhu dinyatakan dengan DT perubahan suhu, maka hubungan kalor dengan perubahan suhu dapat
dinyatakan dengan persamaan:
Q
≈
∆ ∆
∆ ∆
∆T
Dengan demikian, kalor merupakan salah satu bentuk energi, karena kalor adalah energi panas yang mengalir dari benda yang
bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Kalor diukur dengan satuan kalori. Satu kalori yaitu banyaknya
energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar
James Prescott Joule yang telah menemukan
kesetaraan energi 1 kalori setara dengan
4,186 joule.
Jendela Sains
Gbr. 3.43 Salah satu faktor banyaknya kalor ketika
pemanasan air berupa peningkatan suhu
Gbr. 3.44 Memasak air memerlukan energi kalor,
semakin lama memasaknya dan se- makin banyak airnya, maka energi
kalor yang dibtuhkan pun semakin banyak.
Gbr. 3.42 Alat percobaan Joule
1°C pada 1 gram air. Air yang massanya 1.000 gram dinaikkan suhunya dari 24°C menjadi 25°C dibutuhkan
energi sebesar 1.000 kalori.
Sedangkan berdasarkan satuan SI, energi kalor dinyatakan dengan joule J. Joule berasal dari percobaan
James Prescott Joule, bahwa 1 kalori sebanding dengan 4,186 yang dibulatkan menjadi 4,2 joule 1 kalori = 4,2 joule
sehingga 1 joule itu sebanding dengan 4,2 kalori 1 joule = 4,2 kalori.
2. Jumlah Kalor yang Dibutuhkan untuk Menaikkan
Suhu Zat Setelah kamu mengetahui perubahan suhu selama
pemanasan sebagai salah satu faktor yang memengaruhi bayaknya kalor untuk menaikkan suhu suatu zat, maka
dari kegiatan berikut ini kamu akan memahami faktor lainnya.
Ketika memanaskan air semakin lama waktunya semakin tinggi kenaikan suhunya, dan semakin tinggi
suhunya semakin banyak pula energi kalor yang diperlukannya. Dengan demikian perubahan suhu
berpengaruh terhadap banyaknya energi kalor yang diperlukan.
Selain perubahan suhu, ada dua faktor lagi yang dapat memengaruhi banyaknya energi kalor yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat. Berikut ini uraian dua faktor yang lainnya itu.
Di unduh dari : Bukupaket.com
6 6
Dari kegiatan yang sudah kamu lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa waktu yang
diperlukan untuk menaikkan suhu zat cair dipengaruhi oleh jumlah zat cair. Semakin
banyak zat cair maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat. Dengan
demikian, kalor yang diperlukan lebih banyak.
Banyaknya benda yang dipanaskan pada umumnya dinyatakan dengan massa benda.
Massa benda dilambangkan dengan m dengan satuan kilogram kg. Maka, banyaknya kalor
yang dibutuhkan Q sebanding dengan massa benda atau secara bentuk persamaannya:
Q
≈
m
Banyaknya kalor yang diperlukan antara air dan minyak goreng yang sama massanya akan
berbeda. Minyak goreng akan lebih cepat panas dibandingkan air, sehingga kalor yang dibutuh-
Gbr. 3.46 Minyak kelapa memiliki
kalor jenis lebih kecil dari air, sehingga apabila
dipanaskan memerlukan energi kalor daripada air
0 1 2 3 4 5 6 7 8 6 2
5 8 5 4
5 0 4 6
4 2 3 8
3 4 3 0
s u h u T
C
waktu m e n i t
Gbr. 3.45 Grafik perubahan suhu air dengan massa 50 ml.
Banyaknya energi kalor dipengaruhi oleh massa zat. Coba kamu buatkan grafik yang serupa untuk
air yang massanya 100 ml.
kan air intuk mencapai suhu tersebut, lebih banyak. Dengan demikian faktor ketiga yang memengaruhi jumlah kalor yang
dibutuhkan adalah jenis zat. Banyaknya kalor yang diperlukan setiap kilogram zat untuk
menaikkan suhu satu Kelvin disebut kalor jenis. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhunya sebanding dengan kalor
jenis benda itu. Kalor jenis dilambangkan dengan c, dan banyaknya kalor dengan Q, maka terbentuk persamaan:
Q
≈
c
Besarnya kalor jenis pada beberapa zat berbeda-beda. Satuan kalor jenis dalam SI adalah joule per kilogram Kelvin Jkg.K, atau
dalam joule per kilogram derajat Celsius Jkg°C. Besarnya kalor jenis pada beberapa zat dapat kamu amati pada tabel berikut.
Tabel 3.3 Kalor Jenis Beberapa Zat dalam Jkg.K
Zat Jkg.K
Air 4.184
Alkohol 2.450
Aluminium 920
Karbon grafit 710
Zat Jkg.K
Pasir 664
Besi 450
Tembaga 380
Perak 235
Di unduh dari : Bukupaket.com
6 7
Dengan demikian, kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau
menurunkan suhu benda bergantung kepada massa m dengan satuannya
kilogram kg, kalor jenis c dengan satuannya Jkg.K atau Jkg °C, dan
perubahan suhu ∆T dengan satuannya Kelvin atau °C. Hubungan
antara banyaknya kalor Q, massa benda m, kalor jenis c, dan
perubahan suhu ∆T dapat dinyatakan dengan persamaan:
Q = m.c. ∆
∆ ∆
∆ ∆T
Tabel 3.4 Kalor Jenis Beberapa Zat dalam Jkg °C
Zat Jkg °C
Air 4.200
Alkohol 2.400
Es 2.100
Udara 1.000
Aluminium 900
Kaca 670
Raksa 140
Besi 460
tembaga 390
Perak 230
Contoh Soal:
Sepotong besi 500 gram memiliki suhu 310 K. Besi itu dibiarkan hingga mencapai suhu kamar sekitar 300 K. Kalor jenis besi 450 J
kg.K. Hitunglah kalor yang dilepaskan Jawaban:
Diketahui: – massa besi m
= 500 gram = 0,5 kg perubahan suhu DT = suhu akhir – suhu awal
= 300 K – 310 K = –10 K, berarti negatif besi
melepaskan energi kalor. – kalor jenis c
= 450 Jkg.K Yang ditanyakan:
– Banyak kalor yang dilepaskan besi Q ..... joule Maka:
Q = m.c. DT = 0,5 x 450 x –10
= –2.250 joule, karena bernilai negatif, maka besi itu melepaskan kalor
sebesar 2.250 joule.
Apabila ∆T bernilai negatif, maka nilai Q
negatif, yang berarti telah terjadi pelepasan
energi kalor pada benda.
Apabila ∆T bernilai positif, maka nilai Q
positif, berarti telah terjadi penerimaan
energi kalor pada benda.
Jendela Sains
termometer pengaduk
tabung luar
tabung dalam sebagai
kalorimeter
Gbr. 3.47 Kalorimeter sederhana, alat untuk mengetahui
banyaknya kalor yang diterima atau dilepaskan suatu benda
Selain dengan menggunakan rumus, untuk mengetahui banyaknya kalor yang diterima
atau yang dilepaskan benda dapat meng- gunakan alat yang disebut kalorimeter. Besi
misalnya dimasukkan ke dalam kalorimeter. Dengan memperhatikan perubahan suhu pada
termometer, kamu dapat menghitung per- samaan tadi.
Di unduh dari : Bukupaket.com
6 8
1. Sejumlah energi yang dimiliki benda untuk memindahkan suhu disebut ....
2. Kalor dapat mengalir dari benda yang bersuhu ... ke benda yang bersuhu ....
3. Energi total yang berupa energi kinetik dan energi potensial pada seluruh partikel suatu zat disebut ....
Latihan
2. Kalor dan Perubahan Wujud Zat
