Efek Kalor pada Benda

836 Peristiwa 11.2. Jika kita tempatkan air dingin di atas kompor yang menyala maka suhu air lama kelamaan akan naik dan pada akhirnya mendidih pada suhu sekitar 100 o C Gambar 11.10. Gambar 11.10. Air dingin yang berada dalam panci dan diletakkan di atas kompor yang menyala lama kelamaan akan mendidih. Peristiwa 11.3. Jika air hangat dimasukkan dalam bagian pembeku freezer kulkas maka lama-kelamaan suhu air menurun. Jika dibiarkan terus maka air membeku menjadi es Gambar 11.11. Bagaimana menjelaskan tiga peristiwa di atas secara ilmiah? Untuk maksud tersebut para ahli fisika memperkenalkan satu jenis energi yang bernama kalor. Energi kalor tersebutlah yang mempengaruhi suhu benda. Energi kalor dapat berpindah dari satu benda ke benda lain. Hubungan kalor dengan suhu benda adalah: a Makin besar energi kalor yang dimiliki benda maka makin tinggi suhu benda. b Energi kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Dengan konsep energi kalor ini, mari kita jelaskan tiga peristiwa di atas. Pada Persitiwa 11.1 terjadi perpindahan energi kalor dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Benda yang semula bersuhu rendah mengalami pertambahan energi kalor sehingga suhunya meningkat. Benda yang semula bersuhu tinggi mengalami pengurangan energi kalor sehingga suhunya menurun. Pada Peristiwa 11.2 energi kalor berpindah dari api 837 kompor ke panci dan air. Akibatnya suhu air bertambah. Suhu api tidak berkurang karena terjadi produksi kalor terus menerus melalui pembakaran gas. Pada Peristiwa 11.3 energi kalor berpindah dari air ke kulkas karena suhu freezer kulkas sangat rendah. Akibatnya suhu air dalam gelas terus menerus menurun. Suhu freezer tidak naik karena terjadi penyedotan kalor keluar oleh bagian pendingin kulkas. Gambar 11.11 Air yang disimpan dalam freezer lama-lama membeku menjadi es .

11.8 Satuan Energi Kalor

Bagaimana kita mendefinisikan energi kalor? Misalkan air satu liter mengalami kenaikan suhu 10 o C. Berapakan energi kalor yang diserap air tersebut? Jika batang besi 1 kg mengalami penurunan suhu 2 o C, berapa besar energi kalor yang dilepas batang besi tersebut? Untuk maksud ini kita perlu definisikan satuan energi kalor. Para ahli telah sepakat bahwa satuan energi kalor adalah kalori kita singkat kal. Bahasa Inggrisnya adalah calorie yang disingkat cal. Definisi yang telah disepakati untuk satu kalori adalah 1 kalori = energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar 1 o C. Satuan energi dalam sistem SI adalah joule. Pertanyaan selanjutnya adalah, bagaimana hubungan antara kalori dan joule? Berapa joule kah satu kalori tersebut? 838 Orang yang pertama kali menentukan relasi antara satuan kalori dan joule adalah Joule itu sendiri. Ia melakukan percobaan yang sangat sederhana. Skema percobaan Joule tampak pada Gambar. 11 .12. h m Air murni Baling-baling memutar dan memanaskan air v Gambar 11.12. Percobaan Joule untuk mencari hubungan antara satuan kalori dan satuan joule. Percobaan Joule dapat dijelaskan sebagai berikut. Air murni dimasukkan dalam tangki yang berisi baling-baling. Tangki tersebut tersekat dengan baik sehingga tidak ada kalor yang dapat masuk atau keluar. Baling- baling dihubungkan dengan beban melalui katrol. Beban yang bermassa m dilepas dari keadaan diam. Setelah turun sejauh h, laju beban diukur. Kalau beban bermassa m yang jatuh tidak memutar baling-baling maka energi kinetik beban saat turun sejauh h sama dengan pengurangan energi potensial beban, atau mgh mv  2 2 1 11.5 Pada percobaan Joule, beban yang jatuh memutar baling-baling sehingga persamaan 11.5 tidak berlaku. Pengukuran Joule menunjukkan