Pengertian Kalor
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor
- massa zat
- jenis zat (kalor jenis)
- perubahan suhu
Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :
Q = m.c.(t2 – t1)
Dimana :
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)
m adalah massa benda (kg)
c adalah kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)
Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis
- Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
- Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c)
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.
H = Q/(t2-t1)
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.
c = Q/m.(t2-t1)
Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru
H = m.c
Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.
Keterangan :
Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)
Hubungan antara kalor dengan energi listrik
Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.
Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.
W = Q
Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :
W = P.t
Keterangan :
W adalah energi listrik (J)
P adalah daya listrik (W)
t adalah waktu yang diperlukan (s)
Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 – t1) maka diperoleh persamaan ;
P.t = m.c.(t2 – t1)
Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.
. Perpindahan Kalor
Kalor merupakan suatu bentuk energi. Ada yang tau nggak, ada berapa cara perpindahan kalor pada suatu zat itu..???
Jawabannya adalah ada tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Pengertian Konduksi
Apa si konduksi itu..??
Konduksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konduksi biasanya dapat terjadi pada zat padat seperti berbagai jenis logam dan gelas. Contohnya seperti ini, jika salah satu ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lain juga akan terasa panas karena kalor/panas merambat di dalam logam.
2. Konveksi
ehmm.. konveksi itu apa ya..???
Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Terus Perpindahan partikel medium terjadi karena apa ya..???
Perpindahan partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan gas. berikut ini adalah Contoh dari peristiwa konveksi kalor sebagai berikut.
a. Pada siang hari, permukaan Bumi di daratan lebih cepat panas daripada lautan, mengapa..??
karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di
atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena
tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi
udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan
laut inilah yang disebut angin laut.
b. Ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor akan
menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke atas
hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada
massa air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian
atas akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya
ditinggalkan massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus
hingga seluruh massa air di dalam panci itu mendidih.
3. Radiasi
Kalau Radiasi itu apa ya..???
radiasi adalah peristiwa berpindahnya kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium. Radiasi terjadi misalnya pada pancaran sinar Matahari ke Bumi dan panas (rasa hangat) yang kita rasakan ketika sedang berada di dekat api unggun atau perapian.
Kalor merupakan suatu bentuk energi. Ada yang tau nggak, ada berapa cara perpindahan kalor pada suatu zat itu..???
Jawabannya adalah ada tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Pengertian Konduksi
Apa si konduksi itu..??
Konduksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konduksi biasanya dapat terjadi pada zat padat seperti berbagai jenis logam dan gelas. Contohnya seperti ini, jika salah satu ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lain juga akan terasa panas karena kalor/panas merambat di dalam logam.
2. Konveksi
ehmm.. konveksi itu apa ya..???
Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Terus Perpindahan partikel medium terjadi karena apa ya..???
Perpindahan partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan gas. berikut ini adalah Contoh dari peristiwa konveksi kalor sebagai berikut.
a. Pada siang hari, permukaan Bumi di daratan lebih cepat panas daripada lautan, mengapa..??
karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di
atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena
tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi
udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan
laut inilah yang disebut angin laut.
b. Ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor akan
menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke atas
hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada
massa air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian
atas akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya
ditinggalkan massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus
hingga seluruh massa air di dalam panci itu mendidih.
3. Radiasi
Kalau Radiasi itu apa ya..???
radiasi adalah peristiwa berpindahnya kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium. Radiasi terjadi misalnya pada pancaran sinar Matahari ke Bumi dan panas (rasa hangat) yang kita rasakan ketika sedang berada di dekat api unggun atau perapian.
K. Konduktor dan isolator
Berdasarkan kemampuanya dalam menghantarkan kalor/panas,benda-benda itu dibagi menjadi 2 macam/golongan, yaitu :
Berdasarkan kemampuanya dalam menghantarkan kalor/panas,benda-benda itu dibagi menjadi 2 macam/golongan, yaitu :
1. Konduktor, Yakni benda yang mudah menghantarkan kalor/panas secara konduksi, contonya itu seperti aluminium, besi, dan raksa
2. Isolator, yakni benda-benda yang sukar/sulit menghantarkan kalor/panas, contohnya itu seperti kayu, kaca, plastik, udara, dan air
Asas Black
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :
Q lepas = Q terima
Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :
Q lepas = Q terima
m1.c1.(t1 – ta) = m2.c2.(ta-t2)
Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 – ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar