Kapasitas Kalor Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

841 di atas kompor yang sama selama selang waktu yang sama maka kalian akan amati bahwa kenaikan suhu benda tersebut secara umum tidak sama. Ada benda yang mengalami kenaikan suhu sangat cepat. Contoh benda ini adalah aluminium, besi, atau logam lainnya. Ada benda yang mengalami kenaikan suhu lambat. Contoh benda ini adalah air. Karena dipanaskan selama selang waktu yang sama maka semua benda tersebut sebenarnya menyerap energi kalor dalam jumlah yang sama. Tetapi mengapa kenaikan suhu dapat berbeda? 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 T Q C   11.6 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 J o C, atau kalK, atau JK. Persamaan 11.6 jelas mengatakan bahwa: 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 842 Tabel 11.1 Tabel untuk Contoh 11.3 Jenis logam Suhu awal o C Suhu akhir o C Besi 23 33 aluminium 25,5 31 Tembaga 23,5 33,5 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 logam Suhu awal o C Suhu akhir o C Perubahan suhu, T o C Kalor yang diserap Q kal Kapasitas kalor C = QT kal o C Besi 23 33 10 10.000 1.000 aluminium 25,5 31 5,5 10.000 1.820 Tembaga 23,5 33,5 10 10.000 1.000 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. 843 Pemanasan lebih lama bermakna pemberian kalor lebih banyak. Jadi, untuk 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 BesiBaja 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.

11.11. Kalor Jenis

Tabel 11.3 adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air, besi, dan aluminium sebesar 1 o C. Jumlah massa masing-masing zat berbeda- beda. Perhatikan kolom paling kanan dalam Tabel 11.3. Kapasitas kalor dibagi massa selalu sama nilainya untuk zat yang sama. Berapa pun massa zat maka perbandingan kapasitas kalor dengan massa selalu tetap. Kita simpulkan 844 bahwa perbandingan kapasitas kalor dan massa merupakan sifat khas suatu zat. Besaran ini kita namai kalor jenis, dan dihitung dengan persamaan m C c  11.7 dengan c adalah kalor jenis Satuan kalor jenis adalah kalkg o C atau Jkg o C, atau kalkg K, atau Jkg K. Hampir semua zat telah didokumentasikan nilai kalor jenisnya. Tabel 11.4 adalah kalor jenis sejumlah zat. Tabel 11.3 Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah zat pada berbagai massa sebesar 1 o C. ZatMassa Kalor untuk menaikkan suhu sebesar 1 o C kkal Kapasitas kalor kkal o C Kapasitas kalormassa kkalkg o C Air 2 kg 2 2 1 5 kg 5 5 1 20 kg 20 20 1 Besi 0,5 kg 0,0555 0,0555 0,111 4 kg 0,444 0,444 0,111 10 kg 1,111 1,111 0,111 Aluminium 0,1 kg 0,0214 0,0214 0,214 1,8 kg 0,3852 0,3852 0,214 9,5 kg 2,033 2,033 0,214 Ketika benda menyerap atau melepas kalor maka besar kalor dapat dihitung dengan rumus