Kalor

Posted on

Kalor – Ialah merupakan sebuah materi kimia, yang tentunya akan menjadi topik pembahasan ContohSoal.co.id kali ini dan akan dikupas secara detail mulai dari pengertian, materi, persamaan, rumus dan contoh soalnya. Namun apakah sobat masih inget dipertemuan sebelumnya juga ContohSoal.co.id telah membahas materi yang berkaitan dengan tema kita kali ini, yakni tentang Kalorimeter. Baiklah untuk lebih jelasnya mari kita simak bersama-sama ulasan dibawah ini.

Pengertian Kalor

Kalor

Kalor ialah merupakan suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari benda yang satu ke benda yang lain. Apabila pada kedua buah benda yang suhunya berbeda disentuhkan,maka akan terjadi kesetimbangan termal (suhunya sama).   Hal ini terjadi disebabkan oleh adanya perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.   Kalor berbeda dengan suhu, walaupun keduanya mempunyai hubungan erat. Suhu ialah merupakan suatu derajat panas atau dingin suatu benda, sedangkan kalor ialah energi yang dipindahkan dari suatu benda ke benda yang lain.   Agar dapat membedakan antara suhu dan kalor dengan peristiwa perubahan wujud suatu zat. Untuk mengubah es menjadi air diperlukan kalor. Pada peristiwa perubahan wujud ini, es bersuhu 0oC berubah menjadi air bersuhu 0oC.   Maka, pada suhunya yang mencair tidak terjadi perubahan, aka tetapi dibutuhkan kalor untuk mengubah wujud es tersebut.

Pada dasarnya, kalor ialah perpindahan energi kinetik dari satu benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Kalor dilambangkan dengan huruf Q.

  Dalam proses zat  terjadi pemanasan, maka pada partikel benda akan bergetar dan menumbuk partikel tetangga yang bersuhu rendah.   Berlangsungnya hal ini secara terus menerus membentuk energi kinetik rata-rata sama antara benda panas dengan benda yang semula dingin. Pada kondisi seperti ini, terjadi keseimbangan termal dan suhu kedua benda akan sama.

Satuan Kalor

Kalian tentunya sudah mengetahui beberapa bentuk energi, misalnya energi listrik, energi mekanik, energi potensial, energi kinetik, energi kimia, dan lain-lainnya.   Dalam hal ini kalor juga ialah merupakan bagian dari bentuk energi yang dapat berpindah yang disebabkan oleh adanya perbedaan suhu. Sebab kalor merupakan suatu energi, maka juga mempunyai satuan dalam SI (Sistem Internasional) ialah joule (J).   Sebelum orang mengetahui bahwa kalor ialah merupakan salah satu bentuk energi, yakni dwngan  satuan kilokalori. Maka dapat didefinisikan satu kalori sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air sebesar 1oC.   Untuk konversi satuan kalor dari joule ke kalori atau sebaliknya ialah sebagai berikut. 1 kalori = 4,18 Joule 1 Joule = 0,24 kalori  

Baca Juga :  Reaksi Redoks

Tokoh Fisika
Joseph Black, ialah merupakan salah seorang kimiawan  dari Skotlandia yang mendukung sebauh teori tentang panas, yakni bahwa suhu ialah merupakan suatu konsentrasi kalori dalam benda. Ia kemudian menemukan ilmu baru yang disebut kalorimetri. Pada saat ia menyelidiki tentang panas (kalori), kemudian ia mengira bahwa kapasitas panas merupakan jumlah panas yang dapat ditampung oleh suatu benda. Sebenarnya, dalam hal ini merupakan suatu ukuran tentang jumlah energi yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda dalam jumlah tertentu

Rumus Hubungan Suhu dan Kalor

Agar dapat mengerti mengenai hubungan antara suhu dan kalor, maka simaklah ilustrasi berikut ini. Misalkan, pada 200 mL air dan 200 mL alkohol diberikan kalor yang sama.   Ternyata, kenaikan suhu pada alkohol lebih besar daripada air. Demikian halnya jika pada 200 mL air dan 500 mL air diberikan kalor yang sama banyaknya, kenaikan suhu pada 200 mL air lebih besar daripada 500 mL air. Peristiwa tersebut menunjukkan hal-hal sebagai berikut.   ■ Proses yang diberikan pada kalor  terhadap zat sangat sebanding dengan kenaikan suhunya. Dapat ditulis sebagai berikut.  

Q ~ ∆T

  ■ Kemudian untuk menaikan suhu merupakan proses kalor yang mana zatnya sebanding dengan massa zat.   

Q ~ m

  ■ Selanjutnya agar dapat menaikan suhu sangat bergantung pada jenis zat. Dapat ditulis sebagai berikut.  

Q ~ c

  Dari ketiga persamaan kalor di atas, dapat disimpulan bahwa banyaknya kalor yang diberikan pada suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu (∆T), massa benda (m) dan kalor jenis bendanya (c). Ditulis dengan persamaan kalor berikut.  

Q = mc∆T ……….  Pers. (1)
Keterangan:
Q=jumlah diberikan (kalori atau joule) m = massa benda (g atau kg) c = kalor jenis (kal/goC atau J/kgoC) T = perubahan suhu (oC)

  Pada kalor yang ditambahkan ke zat Q dan T ialah positif dan temperatur naik. Sebaliknya jika kalor dilepas dari zat, Q dan T ialah negatif dan temperatur turun. Definisi yang diberikan oleh persamaan berlaku untuk c konstan.

Baca Juga :  Bioteknologi Konvensional dan Modern

Kalor Jenis

Kesimpulan dari persamaan di atas, maka dapat kita tulis kalor jenis (c) yakni sebagai berikut.

c = Q ……….  Pers. (2)
m∆T

  Dan dari persamaan yag kedua diatas, maka kalor jenis dapat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat guna menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1oC.   Pada tabel di bawah ini dapat menunjukkan kalor jenis beberapa zat pada suhu 20oC dan tekanan tetap 1 atmosfer. 

Zat Padat Kalor jenis (J/kgoC)Zat Cair Kalor jenis (J/kgoC)
Kuningan367Alkohol2.400
Aluminium900Raksa 
Tembaga390Air140
Besi atau baja450Es (-5oC)2.100
Timah130Cair (15oC)4.186
Marmer860Uap (110oC)2.010
Perak230Badan manusia3.470
Kayu1.700Protein1.700
Seng388Minyak parafin2.100

 Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor ialah merupakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1oC. Secara matematis, pernyataan tersebut ditulis sebagai berikut.

C = Q ……….  Pers. (3)
∆T
Keterangan:
Q = kalor yang diserap/dilepas (J) C = kapasitas kalor benda (J/oC) T = perubahan suhu benda (oC)

  Kemudian dari persamaan ketiga diatas ialah merupakan sebuah kapasitas kaor. yang ada suatu perbedaan antara kapasitas kalor (C) dan kalor jenis (c), namun secara matematis keduanya mempunyai hubungan sebagai berikut.   Dari persamaan (2) dan persamaan (3) diperoleh:

c = C
m

Maka:  

C = mc ……….  Pers. (4)
Keterangan
C = kapasitas kalor benda (J/oC) m = massa zat (kg) c = kalor jenis (J/kgoC)

Jenis-Jenis Kalor

Setiap zat mepunyai kecenderungan untuk berubah jika zat tersebut diberikan temperatur yang tinggi (dipanaskan) ataupun temperatur yang rendah (didinginkan).   Dalam perubahan wujud mempunyai kecenderungan yang disebabkan oleh kalor yang ada pada setiap zat. Yang mana pada suatu zat dapat berubah menjadi tiga wujud zat, di antaranya yakni zat cair, padat, dan gas.

Kalor Penguapan dan Pengembunan

Kalor penguapan ialah merupakan suatu yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menguapkan zat tersebut. Jadi, setiap zat yang akan menguap membutuhkan kalor.   Adapun kalor pengembunan ialah kalor yang dilepaskan oleh uap air yang berubah wujud menjadi air. Jadi, pada setiap pengembunan akan terjadi pelepasan kalor.   Besarnya kalor yang dibutuhkan pada saat penguapan dan kalor yang dilepaskan pada saat pengembunan ialah sama. Secara matematis, rumus kalor penguapan dan pengembunan dapat dituliskan sebagai berikut.

Q = mL ……….  Pers. (6)
Keterangan
Q = kalor yang dibutuhkan saat penguapan atau kalor yang dilepaskan saat pengembunan. m = massa zat L = kalor laten penguapan atau pengembunan

Kalor Peleburan dan Pembekuan

Pernahkah kalian mendengar atau menerima informasi tentang peristiwa mencairnya gunung-gunung es di kutub utara akibat pemanasan global? Mencair atau meleburnya es di kutub utara disebabkan oleh adanya pemanasan.   Apabila pada sebuah benda mengalami peleburan, maka dalam perubahan wujud yang terjadi ialah dari wujud zat padat menjadi zat cair. Dalam hal ini, akan terjadi penyerapan kalor pada benda.   Dalam proses terjadinya perubahan wujud zat dari cair ke padat disebut sebagai pembekuan. Dalam hal ini, akan terjadi proses pelepasan kalor. Besarnya kalor yang dibutuhkan pada saat peleburan dan besarnya kalor yang dilepaskan dalam proses pembekuan adalah sama.   Perumusan untuk kalor peleburan dan pembekuan sama dengan perumusan pada kalor penguapan dan pengembunan, yakni sebagai berikut.

Q = mL ……….  Pers. (7)
Keterangan
Q=kalor dibutuhkan peleburan atau dilepaskan saat pembekuan. m = massa zat L = kalor laten peleburan atau pembekuan.

Contoh Soal Kalor dan Pembahasan 

200 gram air dikalorkan dari 20oC menjadi 45oC. Jika diketahui kalor jenis air 1 kalg-1oC-1 atau 4200 Jkg-1K-1. Tentukan: a. Banyaknya kalor dalam kalori b. Banyaknya kalor dalam joule Penyelesaian: Diketahui: m = 200 g = 0,2 kg T1 = 20oC = 293 K T2 = 45oC = 318 K c = 1 kalg-1oC-1 = 4200 Jkg-1K-1 Ditanyakan: Q dalam kalori dan joule Jawab: a. Menentukan jumlah kalor dalam kalori Q = mc∆T Q = mc(T2– T1) Q = 200 g × 1 kalg-1oC-1 × (45oC – 20oC) Q = 200 g × 1 kalg-1oC-1 × 25oC Q = 5.000 kalori b. Menentukan jumlah kalor dalam joule Q = mc∆T Q = mc(T2– T1) Q = 0,2 kg × 4200 Jkg-1K-1× (318 K – 293 K) Q = 0,2 kg × 4200 Jkg-1K-1 × 25K Q = 21.100 joule. Catatan penting:perubahan suhu dari satuan celcius dan kelvin sama, jadi tidak perlu melakukan koversi satuan terlebih dahulu.     Nah demikianlah materi pembahasan kali ini mengenai kalor, semoga artikel kali ini dapat bermanfaat bagi sobat semua. Pilihan Artikel Lainnya: