KALOR DAN PERPINDAHANNYA

 

Kalor dan Perpindahannya

Pengertian Kalor  

Kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah.

Simbol : Q

Satuan kalor dalam SI adalah Joule (J) untuk sistem MKS,dan Erg untuk sistem CGS

Namun yang sering digunakan dalam bidang gizi yaitu kalori (kal) atau kilo kalori (kkal).

Satu kalori adalah jumlah energi panas yang digunakan untuk menaikkan suhu 1°C pada 1 gram air. 

Zat gizi makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau energi lain.

Energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam kilo kalori (kkal). 

 Sumber kalor :

Ø  Matahari

Ø  Magma Bumi

Ø  Reaksi Pembakaran

Ø  Perubahan Energi Listrik

Ø  Perubahan Energi Mekanik

Ø  Reaksi Nuklir, dll

Konversi Satuan Kalor

1 kkal = 1000 kalori,

1 kJ = 1000 Joule

1 kalori = 4,2 J. 

1 Joule = 0,24 kal

 Ubahlah satuan kalor berikut:

1. 15 kal = ....... Joule

2. 100 Joule = ...... kal

3. 4,8 kkal = ...... Joule

4. 700 kJ = ....... kal

5. 9,6 kJ = ....... kkal

 Suhu benda akan naik jika benda tersebut diberi kalor, sebaliknya suhu benda akan turun jika melepaskan kalor ke lingkungan.

Contohnya, air panas didalam gelas lama – kelamaan akan mendingin. Hal ini karena kalor dilepaskan ke lingkungan oleh air. 

Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tergantung dari jenis benda tersebut. Semakin besar kenaikan suhu benda, semakin besar pula kalor yang diperlukan. Semakin besar massa jenis benda, semakin besar pula kalor yang diperlukan. 

Sehingga, dapat dirumuskan bahwa : kalor yang diperlukan menaikkan suhu = massa benda x kalor jenis x suhu benda. 

Atau bisa dituliskan :

 Q = m x c x ΔT 

 Keterangan :

Q = kalor yang diberikan pada benda (J atau kal)

m = massa benda (gram atau kg)

c = kalor jenis benda (J/kg^oC atau kal/g^oC atau kkal/kg^oC)

ΔT = perubahan suhu benda (^oC)

Setiap benda memiliki kalor jenis yang berbeda.

Berikut kalor jenis benda

Alat untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu benda adalah KALORIMETER.

 CONTOH SOAL

1.        Sebuah benda mula-mula suhunya 18^oC kemudian ditingkatkan menjadi 48^oC, ternyata memerlukan kalor sebesar 960 Joule. Bila massa benda 0,4 kg, tentukan kalor jenis benda tersebut?

 

 Diketahui :          T₁ = 18^oC

                                    T₂ =  48^oC

                                    ΔT = 48 -18 = 30^oC

                                    Q = 960 J

                                    m = 0,4 kg

Ditanya : c?

Jawab:                  Q = m x c x ΔT à c = Q/m. ΔT

                                    c = 960 / 0,4 . 30

                                    c = 960/12

                                    c = 80 J/kg^oC

 

Kerjakan soal berikut:

1.     1.  Berapakah kalor yang diperlukan untuk memanaskan air dari suhu 20^oC menjadi 90^oC. Bila massa air 0,75 kg dan kalor jenis air 4200 J/Kg^oC ?

2.      2..  0,5 kg air yang suhunya 15^oC diberi kalor sebanyak 84.000 Joule. Bila kalor jenis air 4200 J/Kg^oC, berapakah suhu air sekarang?

3.     3.  Sebuah benda mula-mula suhunya 36^oC kemudian ditingkatkan menjadi 46^oC, ternyata memerlukan kalor sebesar 650 Joule. Bila massa benda 0,5 kg, tentukan kalor jenis benda tersebut?

2. Kalor pada Perubahan Wujud Benda 

Untuk mendidihkan air diperlukan kalor, jadi untuk mengubah zat cair (air) menjadi gas (uap) diperlukan kalor. Berikut ini perubahan wujud zat yang memerlukan kalor. 

 

Pada perubahan wujud zat, tidak terjadi perubahan suhu. Kalor untuk mengubah wujud zat disebut kalor laten.

Berikut rumus kalor laten : 

Keterangan : 

Q = kalor yang dibutuhkan/dilepaskan untuk berubah wujud (J)
m = massa zat yang berubah wujud (kg)
L = kalor lebur/kalor beku (J/kg)
U = kalor penguapan/kalor pengembunan (J/kg) 

 

Contoh penerapan kalor yaitu :

ketika kita beraktivitas, maka tubuh kita akan menjadi panas dan kemudian berkeringat. Ketika keringat menguap, maka memerlukan kalor. Kalor ini diambil dari tubuh, sehingga tubuh menjadi dingin dan kembali ke suhu optimal. 

 

Contoh lainnya: 

pembuatan kolam atau air mancur pada bagian depan bangunan yang besar. Kolam dapat membuat lingkungan sekitar menjadi sejuk. Hal ini karena apabila siang hari, air di kolam menguap, sehingga membutuhkan kalor. Kalor tersebut diambil dari udara sekitar kolam yang panas, sehingga dengan adanya kolam udara lebih dingin dan sejuk. 

3. Perpindahan Kalor 

Kalor dapat berpindah melalui 3 cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. 

 

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui bahan tanpa disertai partikel – partikel bahan tersebut.

Contohnya ketika menyetrika baju, maka baju akan menjadi panas tetapi licin dan rapi. Hal ini karena kalor berpindah dari setrika ke baju. 

Bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut konduktor, contohnya : logam. Bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan buruk disebut isolator, contohnya Plastik dan kayu. 

Setiap bahan memiliki kemampuan menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda. Berikut ini sifat – sifat konduktivitas bahan : 

Konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu bahan disertai partikel – partikel bahan tersebut.

Contohnya terjadinya angin darat dan angin laut di pantai. 

 

Angin laut terjadi ketika daratan lebih cepat panas dari lautan (kalor jenisnya kecil), udara diatas daratan ikut panas dan bergerak naik, sehingga digantikan udara dari lautan. Angin laut terjadi pada siang hari. 

Angin darat terjadi ketika daratan lebih cepat mendingin dari lautan, udara diatas lautan lebih cepat bergerak naik, sehingga digantikan oleh udara dari daratan. 

 

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium.

Contohnya ketika kita berada di dekat api ungun, maka tangan akan ikutan panas. Hal ini karena kalor dari api unggun berpindah ke tangan kita. Setiap benda dapat memancarkan dan menyerap radiasi kalor, yang besarnya bergantung pada suhu dan warna benda. 

Semakin panas benda daripada lingkungan, maka semakin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya. Semakin luas permukaan panas benda, maka semakin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya. 

Apabila suhu benda lebih dingin dari lingkungan, maka benda akan menyerap radiasi kalor dari lingkungan. Semakin rendah suhu benda, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungan. 

Ketika kita menjemur pakaian, maka pakaian yang berwarna gelap akan lebih cepat kering daripada pakaian yang berwarna. Semakin gelap benda yang terasa panas, semakin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya. Semakin gelap benda yang terasa dingin, semakin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya. 

Azaz Black berbunyi banyaknya kalor pada benda yang bersuhu lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima benda bersuhu lebih rendah. 

Demikian ringkasan materi bab Kalor dan Perpindahannya semoga bermanfaat dan bisa menambah referensi kamu… 

Read More