Pengertian Kalor, Rumus, Contoh Beserta Penjelasannya Lengkap
Tuesday, 14 January 2020
Add Comment
![]() |
Via : Ilmuperhotelan.my.id |
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
Perpindahan kalor juga bisa dihitung besarannya, bisa menggunakan rumus di bawah ini.
Q = m.c.ΔT
Keterangan:
Perpindahan kalor juga bisa dihitung besarannya, bisa menggunakan rumus di bawah ini.
Q = m.c.ΔT
Keterangan:
- Q : banyaknya kalor yang diterima atau dilepas oleh suatu benda (J)
- m : massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)
- c : kalor jenis zat (J/kg⁰C)
- ΔT : perubahan suhu (⁰C)
Rumus Kalor Jenis: c = Q / m.ΔT
Keterangan:
- c = kalor jenis zat (J/kg⁰C)
- Q = banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu benda (Joule)
- m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)
- ΔT = perubahan suhu (⁰C)
Rumus Kapasitas Kalor: C = Q / ΔT
Keterangan:
Keterangan:
- C = kapasitas kalor (J/K)
- Q = banyaknya kalor (J)
- ΔT = perubahan suhu (K)
Keterangan:
- C = kapasitas kalor (J/K)
- m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)
- c = kalor jenis zat (J/kg.K)
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.
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.
Kalor dan Perubahan Pada Benda
Kalor bisa mengubah suhu zat
Pada
dasarnya, masing-masing benda yang suhunya lebih dari nol mutlak, maka
benda tersebut memiliki kalor. Kandungan ini yang akan menjadi penentu
berapa suhu benda tersebut. Jika benda tersebut dipanaskan, maka benda
menerima tambahan kalor menjadikan suhunya bertambah atau meningkat.
Sedangkan jika benda tersebtu didingingkan, maka benda tersebut
melepaskan kalor menjadikan suhunya menurun.
Kalor bisa mengubah wujud zat
Beberapa
benda jika diberikan kalor dalam satuan tertentu, maka benda tersebut
akan mengalami perubahan wujud. Contohnya adalah es yang dipanaskan
(diberi kalor) maka es (bentuk padat) tadi akan menjadi cair (bentuk
gas), dan apabila pemanaasan terus dilakukan maka air tadi juga akan
berubah menjadi gas. Tititk dimana zat akan berubah bentuk menjadi zat
titik cair atau titik lebur benda.
Macam-macam Cara Perpindahan Panas
Radiasi
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat
perantara. Contoh paling mudah dari perpindahan panas secara radiasi
adalah pancaran sinar matahari. Matahari memancarkan panasnya sehingga
sampai ke permukaan bumi melalui ruang hampa. Di ruang hampa tidak ada
zat yang dapat dilalui dan juga tidak ada zat yang dapat mengalir. Panas
matahari tersebut sampai ke bumi secara langsung atau secara pancaran
tanpa melalui zat perantara.
Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas karena
terjadinya perpindahan zat. Peristiwa konveksi atau aliran zat terjadi
pada perubahan suhu suatu zat. Contohnya adalah air yang sedang direbus.
Zat cair dan gas yang terkena panas maka molekul-molekulnya bertambah
besar dan beratnya tetap, sehingga akan bergerak ke atas. Gerakan ke
atas ini akan diikuti oleh gerakan zat lain secara terus menerus
sehingga terjadi aliran zat karena panas. Dari peristiwa aliran inilah,
maka panas dapat merambat secara konveksi.
Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas melalui
benda padat. Benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut
konduktor. Pada umumnya, konduktor terbuat dari logam. Benda yang sukar
menghantarkan panas disebut isolator. Menurut Wikipedia, pada peristiwa
konduksi, panas mengalir melalui molekul-molekul zat tanpa memindahkan
atau menggerakkan molekul zat itu. Benda padat memiliki kemampuan
merambatkan panas secara konduksi yang berbeda-beda.
Manusia menggunakan termometer untuk mengukur
suhu zat cair, padat maupun gas. Termometer yang dibuat manusia umumnya
berisi air raksa atau alkohol. Cara bekerja termometer berdasarkan
proses pemuaian. Jika suhu naik, maka air raksa akan memuai dan
permukaan air raksa ikut naik. Sebaliknya, bila suhu turun, maka
permukaan air raksa akan turun. Dengan cara ini kita dapat mengukur suhu
tubuh seseorang sehingga bisa diketahui sedang sehat atau sakit.
Pencegahan Perpindahan Kalor
Perpindahan
kalor secara konveksi, konduksi dan radiasi bisa dicegah dengan
mengisolasi ruangan tersebut. Seperi misalnya pada termos dipakai untuk
menjaga suhu air supaya tetap panas dengan mencegah perpindahan
kalornya.
Contoh Soal dan Pembahasan
1. Air sebanyak 3 kg bersuhu 10oC dipanaskan hingga bersuhu 35oC. Jika kalor jenis air 4.186 J/kgoC, tentukan kalor yang diserap air tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 3 kg
c = 4.186 J/kgoC
∆T = (35 – 10)oC = 25oC
Ditanyakan: Q = …?
Jawab:
Q = mc∆T
Q = 3 kg × 4.186 J/kgoC × 25oC
Q = 313.950 J
2. Air sebanyak 100 gram yang memiliki temperatur 25oC dipanaskan dengan energi sebesar 1.000 kalori. Jika kalor jenis air 1 kal/goC, tentukanlah temperatur air setelah pemanasan tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 100 gram
T0 = 25oC
cair = 1 kal/goC
Q = 1.000 kal
Jawab:
Dengan menggunakan persamaan (3), diperoleh:
Q = mc∆T
∆T
|
=
|
Q
|
mc
|
∆T
|
=
|
1.000 kal
|
100 gram × 1 kal/goC
|
∆T = 10oC
Perubahan temperatur
memiliki arti selisih antara temperatur akhir air setelah pemanasan
terhadap temperatur awal, atau secara matematis dituliskan sebagai
berikut.
ΔT = T – T0
10°C = T – 25°C
T = 35°C
Jadi, temperatur akhir air setelah pemanasan adalah 35oC.
3. Berapa besar kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi yang massanya 10 kg dari 20oC menjadi 100oC, jika kalor jenis besi 450 J/kgoC?
Penyelesaian:
Diketahui:
Diketahui:
m = 10 kg
T1 = 20oC
T2 = 100oC
c = 450 J/kg oC
Ditanyakan: Q?
Jawab:
Q = mc∆T
Q = mc(T2 – T1)
Q = 10 × 450 × (100 – 20)
Q = 10 × 450 × 80
Q = 360.000 J = 360 kJ
Jadi, kalor yang dibutuhkan sebatang besi tersebut sebesar 360 kJ.
4. Sebanyak 300 gram air dipanaskan dari suhu 30oC menjadi 50oC. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/goC atau 4.200 J/kg K, tentukan:
a) Banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam kalori).
b) Banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam joule).
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 300 g = 0,3 kg
∆T = 50oC – 30oC = 20oC
c = 1 kal/goC = 4.200 J/kg K
Ditanyakan: Q dalam kalor dan joule
Jawab:
a) Menentukan jumlah kalor dalam kalori
Q = mc∆T
Q = 300 g × 1 kal/goC × 20oC
Q = 6.000 kalori
Jadi, banyaknya kalor yang diterima air tersebut adalah 6.000 kalori.
b) Menentukan jumlah kalor dalam joule
Q = mc∆T
Q = 0,3 kg × 4.200 J/kg K × 20 K
Q = 6.000 kalori
Q = 25.200 joule
Catatan penting: perubahan suhu dari satuan celcius dan kelvin sama, jadi tidak perlu melakukan koversi satuan terlebih dahulu.
Atau dengan menggunakan kesetaraan antara kalori dan joule diketahui bahwa:
1 kalori = 4,2 joule sehingga:
Q = 6.000 × 4,2 joule = 25.200 joule
Penelusuran yang terkait dengan Pengertian Kalor
- jelaskan pengertian kalor
- pengertian kapasitas kalor
- contoh soal kalor
- pengertian kalor lebur es
- kalor dan perubahan suhu benda
- contoh kalor
- pengertian perpindahan kalor
- materi kalor
0 Response to "Pengertian Kalor, Rumus, Contoh Beserta Penjelasannya Lengkap"
Post a Comment