Zsmart.id - Pada artikel kali ini, kita akan mempelajari terkait tentang fenomena alam yakni kalor. Pada artikel sebelumnya telah dibahas mengenai alat ukur suhu yakni penggunaan termometer, pada kesempatan ini kita akan mengkaji secara singkat tentang konsep kalor. Suhu dan kalor merupakan kuantitas yang berbeda. Suhu merupakan kuantitas yang menyatakan derajat panas atau dinginnya suatu benda sedangkan kalor lebih menekankan terkait tentang energi yang berasal dari panas yang dihasilkan.
(sumber : canva.com)
Fenomena terkait kalor sudah akrab dalam kehidupan kita sehari-hari, misalnya saat memasak air hingga matang yang diindikasikan dengan munculnya gelembung-gelembung air mendidih. Fenomena mendidihnya air tersebut dikarenakan air mendapatkan energi panas dari api sehingga energi tersebut mampu untuk memisahkan jarak antara moleku-molekul air dan menghasilkan ruang kosong yang akan menjadi gelembung. Berapa besar energi yang diberikan oleh api tersebut ? Secara matematis, besar energi kalor yang diberikan bergantung terhadapa massa, kapasitas panas jenis bahan dan perubahan suhu dari objek tersebut atau dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan :
Q merupakan energi kalor (Joule), m merupakan massa objek (Kg), c merupakan kapasitas panas jenis objek (J/Kg℃) dan T adalah temperatur yang diberikan (℃). Satuan dari energi panas ini biasa juga disebut sebagai kalori yang merupakan banyaknya panas yang diberikan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1℃. Kesesuaian antara satuan Joule dan kalori ini dihubungkan oleh :
1 Kalori = 4.186 J
1000 Kalori = 4186 J
Untuk lebih memahami terkait kalot ini, mari kita kerjakan soal-soal berikut :
Tentukan berapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 20kg besi berongga dari suhu 20℃ ke suhu 90℃ jika dikatahui kapasitas kalor jenis besi adalah 450 J/Kg℃ ?
Berdasarkan soal terlihat bahwa kenaikan temperatur sebesar 70℃, maka dengan menggunakan persamaan kalor di atas diperoleh :
Jika 10 kg air (c=4186 J/Kg℃) ditambahkan ke dalam besi berongga tersebut, tentukan kalor total yang diperlukan untuk menaikkan suhu keduanya dari 20℃ ke suhu 90℃ !
Pada soal yang pertama, kalor yang dibutuhkan oleh besi yakni sebesar 630 kJ. Adapun kalor yang dibutuhkan oleh air adalah :
sehingga banyaknya energi yang diperlukan yakni :
Berdasarkan hasil di atas dapat dilihat bahwa kedua benda zat yakni besi dan air menerima kalor yang berbeda untuk kenaikan temperatur yang sama sebesar 70℃. Untuk besi ia membutuhkan energi sebesar 450 J untuk menaikkan suhunya sebesar 1℃ sedangkan air membutuhkan energi sebesar 4186 J untuk menaikkan suhunya sebesar 1℃.
Sifat yang menarik dari energi panas ini adalah energi tersebut dapat mengalir yakni dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Hal ini terjadi dalam kondusi sistem terisolasi, yang memiliki arti bahwa untuk benda-benda yang kita tinjau (sistem) tidak ada pertukaran energi antar keduanya.
Tentukan suhu akhir sistem jika 100g air panas bersuhu 95℃ dimasukkan ke dalam 120g gelas bersuhu 25℃. Diketahui kapasitas panas jenis air dan gelas berturut-turut adalah 4186 J/kg℃ dan 840 J/kg℃ !
Berdasarkan soal ini kita lihat bahwa yang melepas energi panas adalah air panas (suhu tinggi) dan yang menerima panas adalah gelas (suhu rendah) sehingga :
Berdasarkan hasil ini maka dalam kondisi sistem terisolasi maka suhu akhir sistem adalah sebesar 81℃.
Demikian informasi singkat mengenai materi kalor. Semoga bermanfaat
Post a Comment for "Materi IPA : Kalor"