Kalor dan Pengaruhnya pada Zat

Apakah kalor itu? Istilah kalor pertama kali diperkenalkan oleh Antoine Laurent Lavoisier, yang menyatakan bahwa kalor adalah sejenis zat alir yang tidak terlihat oleh manusia. Robert Meyer  menyebut kalor  sebagai salah satu bentuk energi.  Kalor adalah energi panas yang dimiliki oleh suatu zat.

Satuan kalor sesuai SI sama dengan satuan energi yaitu Joule atau disingkat J. Satuan lain dari kalor adalah kalori disingkat kal.  Menurut James Prescott Joule  :

1 kalori = 4,2 joule

atau

1 joule = 0,24 kalori.

 Apa yang terjadi ketika sebuah zat/benda diberi kalor? Apa saja pengaruh kalor terhadap zat? Coba perhatikan video  tentang kalor berikut ini!

Apabila diubah dalam bentuk grafik, peristiwa pengaruh kalor pada benda yang tampak dalam video tersebut akan tampak sebagai berikut :

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).

Dengan demikian pengaruh kalor terhadap benda adalah :

1.     Menaikkan suhu benda

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu benda sebanding dengan massa benda (m),  jenis benda/kalor jenis benda serta perubahan suhu benda (Δt).

Q = m . c . Δt

Keterangan:
Q = kalor, satuannya Joule (J)
m = massa, satuannya kg
c = kalorjenis, satuannya J/kg°C
Δt = selisih suhu, satuannya °C

2.    Mengubah Wujud benda

Pada saat berubah wujud, suhu zat tetap asalkan tekanan tidak berubah.

Banyaknya kalor yang diterima (diserap) atau dilepas oleh satu kilogram zat pada saat berubah wujud disebut dengan kalor laten.

Macam-macam kalor laten sesuai dengan istilah perubahan wujudnya, misal kalor lebur, kalor uap.

Jumlah kalor yang diterima (diserap) atau yang dilepas zat sehingga wujudnya berubah sebanding dengan massa zat dan kalor laten.

Q = m. L

Keterangan :

Q = kalor yang diserap atau yang dilepas (J)

m = massa zat (kg)

L = kalor laten (J/kg)

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena adanya perbedaan suhu. Secara ilmiah, kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi menuju benda yang suhunya rendah bila kedua benda dicampur. Karena kalor sebagai bentuk energi, maka berlaku hukum kekekalan energi untuk kalor.

Berdasarkan Azas Black, kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas.

Kalor yang diterima = kalor yang dilepaskan
Qterima = Qlepas
(m . c. Δt)terima = (m . c. Δt)lepas

Contoh soal :

Soal : 1

Berapakah energi  yang diperlukan untuk memanaskan 200 gram air bersuhu 20 ^oC menjadi 100 ^oC jika diketahui kalor jenis air 1 kkal/kg ^oC

Diketahui :

m = 200 gram = 0,2 kg

t1 = 20 ^oC

t2 = 100 ^oC

c = 1 kkal/kg ^oC

Ditanya : Q = …?

Jawab :

Q = m . c . Δt

Q = 0,2 kg x 1 kkal/kg ^oC x (100^OC – 20 ^OC)

Q = 0,2 kkal/ ^OC x 80 ^OC

Q = 16 kkal

Soal : 2

Tentukan energi yang diperlukan untuk mengubah 3 kg air menjadi uap air apabila kalor uap air sebesar 2,25 x 10⁶ J/kg?

Diketahui :

m = 3 kg

U = 2,25 x 10⁶ J/kg

Ditanya : Q = … ?

Jawab :

Q = m . U

Q = 3 kg x 2,25 x 10⁶ J/kg

Q = 6,75 x 10⁶ J