Kalor

                                                                                                Jumat, 2 september 2016

A. PENGERTIAN KALOR 

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya karena adanya perbedaan suhu. Ketika dua benda yang memiliki perbedaan suhu bertemu maka kalor akan mengalir (berpindah) dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Contohnya ketika kita mencampurkan air dingin dengan air panas, maka kita akan mendapatkan air hangat.

B. RUMUS DANSATUAN KALOR 

Satuan kalor adalah Kalori (Kal) atau Joule (J). Kalori adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air agar suhunya menjadi 1 derajat Celcius.

1 Kalori = 4,2 Joule

1 Joule = 0,24 Kalori

Rumus Kalor :

 

Keterangan :

Q = Kalor (J)

m : Massa Benda (kg)

c = Kalor Jenis (J Kg ^oC)

ΔT = Perubahan Suhu (^oC)

C. KALOR DAN PERUBAHAN PADA BENDA 

1. Kalor Dapat Mengubah Suhu Zat

Pada hakikatnya, setiap benda yang suhunya lebih dari nol mutlak, maka benda tersebut memiliki Kalor. Kandungan kalor inilah yang akan menentukan berapa suhu tersebut. Apabila benda ini dipanaskan maka benda tersebut menerima tambahan kalor sehingga suhunya meningkat. Sedangkan apabila benda tersebut didinginkan maka benda tersebut melepaskan kalor sehingga suhunya menurun. 

2. Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat

Beberapa benda jika diberikan kalor dalam satuan tertentu, benda tersebut akan mengalami perubahan wujud. Contohnya adalah ketika es dipanaskan (diberi kalor) maka es (wujud padat) tersebut akan menjadi air (Wujud Gas), dan apabila pemanasan terus dilakukan maka air tadi juga akan menjadi Gas. Titik dimana suatu zat akan berubah menjadi Zat Cair disebut Titik Cair atau Titik Lebur benda. 

D. KALOR JENIS DAN KAPASITAS KALOR 

Berdasarkan penelitian didapatkan bahwa jika kalor diberikan pada dua benda yang berbeda, maka akan menghasilkan suhu yang berbeda pula, Contohnya ketika minya dan air dipanaskan dengan suhu yang sama maka minyak akan memiliki perubahan suhu 2 kali lebih besar dibandingkan air.  Hal Ini disebabkan oleh perbedaan kalor jenis yang dimiliki suatu benda. Kalor Jenis Benda adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari 1 kg massa benda tersebut menjadi 1 derjat celcius. Satuan dari Kalor Jenis adalah Kalori / Gram^oCelcius atau dalam Sistem Internasional ditetapkan dengan Joule / Kilogram^oCelcius. Kalor Jenis dapat dituliskan dalam persamaan berikut :

Keterangan :

Q = Kalor (J)

m : Massa Benda (kg)

c = Kalor Jenis (J Kg ^oC)

ΔT = Perubahan Suhu (^oC)

Sedangkan kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat tersebut sebanyak 1 derajat Celcius. Jika kalor Q menghasilkan suhu sebesar t maka kapasitas kalor dapat dirumuskan:

E. PERPINDAHAN KALOR

Seperti yang telah kami jelaskan di awal bahwa perpindahan kalor terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Ada tiga jenis perpindahan kalor yang dapat terjadi, yaitu : 

1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi 

Perpindahan Kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat perantara (logam) tanpa disertai perpindahan partikel – partikel zat tersebut secara permanen. Contohnya adalah ketika kita memanaskan salah satu ujung logam, maka ujung logam lainnya akan ikut panas karena terjadi hantaran kalor dari suhu tinggi ke suhu rendah. Ketika memanaskan salah satu ujung logam, maka partikel yang terdapat pada ujung logam tersebut akan bergetar dan membuat getaran terjadi pada partikel lain yang terhubung dengannya. Sehingga seluruh partikel logam tersebut akan bergetar walaupun hanya satu ujung logam yang dipanaskan, nah hal ini lah yang akan merangsang terjadinya perpindahan kalor. 

2. Perpindahan Kalor Secara konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan perpindahan bagian-bagian zat tersebut. Konveksi dapat terjadi pada zat cair atau gas. Ada dua jenis perpindahan kalor secara konveksi, yaitu : 

a. Konveksi Alamiah 

Konveksi alamiah adalah konveksi yang dipengaruhi gaya apung tanpa faktor luar, dan disebabkan oleh karena adanya perbedaan massa jenis benda. Contohnya adalah pada pemanasan air, massa jenis partikel air yang sudah panas akan naik menjauh dari api dan digantikan dengan partikel air lain yang suhunya lebih rendah. Proses ini membuat seluruh partikel zat cair tersebut akan panas sempurna. 

b. Konveksi Paksa 

Konveksi paksa adalah konveksi yang terjadi karena adanya pengaruh faktor luar (contoh tekanan), dan perpindahan kalor dilakukan dengan sengaja/dipaksakan. Artinya aliran panas kalor dipaksa menuju ke tempat yang ingin dituju dengan bantuan faktor luar seperti tekanan. Contohnya adalah pada kipas angin yang akan membawa udara dingin ke tempat yang panas, dan radiator mobil yang memiliki sistem pendingin mesin. 

3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Perpindahan kalor secara Radiasi adalah proses perpindahan kalor yang tidak menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi berbeda dengan konduksi dan konveksi. Pada Radiasi, agar terjadinya perpindahan kalor, kedua benda tidak harus bersentuhan karena kalor dapat berpindah tanpa zat perantara. Artinya kalor tersebut akan di pancarkan ke segala arah oleh sumber panas, dan akan mengalir ke segala arah. Contohnya adalah saat kita dekat dengan api unggun dari sudut manapun, maka kita tetap akan merasakan kehangatan dari sumber api, contoh lainnya adalah panas matahari yang sampai ke bumi dan planet – planet lain. 

4. Pencegahan perpindahan kalor

Perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi dapat dicegah dengan mengisolasi ruangan tersebut. Contoh sederhana penerapan cara ini adalah pada termos. Termos digunakan untuk menjaga suhu air tetap panas dengan mencegah perpindahan kalornya.

F. KALORIMETER

Kalorimeter ini terdiri atas dua buah bejana dari tembaga yang kalor jenisnya belum diketahui. Bejana tembaga kecil diletakkan dalam bejana lain yang lebih besar. Agar kedua bejana tidak bersentuhan, diantara kedua bejana tersebut diletakkan isolator sebagai bahan penyekat kalor, contohnya gabus. Bahan isolator ini berfungsi untuk menahan kalor yang ada di dalam kalorimeter agar tidak keluar serta tidak ada kalor yang masuk dari luar. Umumnya tutup yang digunakan terbuat dari bahan kayu yang juga dapat berfungsi sebagai isolator yang baik. Pada tutupnya terdapat dua buah lubang yang berguna untuk meletakkan termometer dan pengaduk. Pada waktu sampel logam dimasukkan ke dalam kalorimeter, air di dalamnya tidak perlu diaduk agar sistem dapat mencapai keseimbangan termal dengan segera. Batang pengaduk ini biasanya terbuat dari bahan yang sama dengan bejana kalorimeter.