Kapasitas Kalor

11.10 Kapasitas Kalor

Pada bab ini kita simbolkan energi kalor dengan huruf Q. Energi kalor 5,5 kalori ditulis Q = 5,5 kalori. Kalau kalian panaskan berbagai macam benda Pada bab ini kita simbolkan energi kalor dengan huruf Q. Energi kalor 5,5 kalori ditulis Q = 5,5 kalori. Kalau kalian panaskan berbagai macam benda

Untuk membedakan benda satu dengan benda lain berdasarkan berapa besar perubahan suhu apabila diberikan energi kalor maka kita definisikan suatu besaran yang dinamakan kapasitas kalor. Besaran tersebut memiliki rumus

C   (11.6) T

dengan

C adalah kapasitas kalor; Q adalah jumlah kalor yang diberikan atau ditarik dari benda tersebut; T adalah perumabahn suhu benda.

Satuan Q adalah kalori atau joule. Satuan T adalah o

C atau K. Jadi satuan kapasitas kalor dapat berupa kal/ o

C, atau kal/K, atau J/K. Persamaan (11.6) jelas mengatakan bahwa:

C atau J/ o

a) Jika kapasitas kalor sebuah benda bernilai besar maka diperlukan kalor yang banyak untuk mengubah suhu benda.

b) Sebaliknya, jika kapasitas kalor sebuah benda bernilai kecil maka cukup diperlukan kalor sedikit untuk mengubah suhu benda.

Contoh 11.3

Misalkan kalian memiliki sejumlah benda: potongan besi, potongan aluminium, dan potongan tembaga. Suhu awal semua potongan logam diukur. Potongan tersebut dimasukkan ke dalam 2.000 g air secara bergantian. Setelah suhu air turun 5 o

C, potongan dikeluarkan dari air dan suhu potongan logam diukur. Tabel 11.1 adalah data yang diperoleh. Hitunglah kapasitas kalor masing- masing potongan

Jenis logam

Suhu awal ( o C)

Suhu akhir ( o C)

Jawab Dari semua proses di atas, penurunan suhu air disebabkan oleh perpindahan

kalor dari air ke potongan logam. Jadi besar pengurangan energi kalor air sama dengan besar kalor yang diserap potongan logam.

Karena air mengalami penurunan suhu yang sama maka kalor yang diserap semua potongan logam dari air sama besar, yaitu Q = massa air 1 kalori perubahan suhu air = 2.000  1  5 = 10.000 kalori. Dari data table di atas,

kita dapatkan data kapasitas kalor seperti ditunjukkan pada Tabel 11.2.

Tabel 11.2 Tabel untuk jawaban Contoh 11.3. Jenis

Perubahan Kalor yang Kapasitas logam

T diserap Q kalor

Q/T (kal/ o C) Besi

Kapasitas Kalor Bukan Sifat Khas Benda . Masukkan air dalam panci lalu tempatkan di atas kompor yang menyala. Lakukan berkali-kali dengan jumlah air yang berbeda. Jangan lupa mengukur suhu air sebelum ditempatkan di atas kompor dan suhu saat melakukan pemanasan. Apa yang akan kamu amati?

Jika jumlah air makin banyak maka perlu pemanasan lebih lama untuk menaikkan suhu air 1 o C.

menaikkan suhu sebesar 1 o

C, air yang lebih banyak memerlukan kalor lebih banyak.

Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 o C merupakan definisi kapasitas kalor. Jadi kita simpulkan:

a) Kapasitas kalor suatu zat makin besar jika massa zat makin besar.

b) Kapasaitas kalor suatu zat bukan merupakan besaran yang khas.

c) Zat yang sama memiliki kapasitas kalor yang berbeda jika massanya berbeda (Gambar. 11.14, atas).

d) Zat yang berbeda dapat memiliki kapasitas kalor yang sama jika memiliki perbandingan massa tertentu. Contohnya, kapasitas kalor 1 kg tembaga sama dengan kapasitas kalor 3 kg emas sama dengan kapasitas kalor 0,43 kg aluminium = kapasitas kalor 0,83 kg baja (Gambar 11.14, bawah).

Besi 1 kg

Besi 2 kg

Besi 3 kg

Besi 4 kg

Tembaga 1 kg

Emas 1 kg

Aluminium 1 kg

Besi/Baja 0,8 kg

Gambar 11.14. (atas) Zat yang sama memiliki kapasitas kalor yang berbeda jika massanya berbeda. (bawah) Zat yang berbeda dalam memiliki kapasitas kalor yang sama.