KALOR JENIS

Kalor jenis

Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat. Rumus kalor jenis :

Satuan Internasional kalor jenis adalah J/Kg K. Kalor jenis benda berubah terhadap suhu. Jika perubahan suhu tidak terlalu besar maka kalor jenis dapat dianggap tetap. Berikut ini kalor jenis beberapa benda pada tekanan 1 atm dan suhu 20 ^oC (diperoleh melalui percobaan).

 

Kalor jenis suatu benda menyatakan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor atau melepaskan kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin kecil kemampuan benda tersebut menyerap atau melepaskan kalor. Semakin kecil kalor jenis benda, semakin baik kemampuan benda tersebut menyerap atau melepaskan kalor. Emas mempunyai kalor jenis lebih kecil sehingga emas lebih cepat menyerap atau melepaskan kalor. Sebaliknya air mempunyai kalor jenis besar sehingga air lebih lambat menyerap atau melepaskan kalor.

Pengertian Kalor

1. Pengertian kalor yaitu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika benda bersentuhan.

2. Satuan kalor menurut SI atau MKS  yaitu joule ( J ) sedang menurut cgs yaitu erg adapun untuk jenis makanan yaitu kalori.

3. Tara Kalor Mekanik  yaitu ” penyetaraan satuan energi kalor dengan energi mekanik ”

1 kalori = 4,2 joule   ;   1 joule = 0,24 kalori

1 kkal (kilokalori) = 1000 kal ( kalori ) = 4200 joule = 4,2 kj (kilojoule)

4. Kalor dapat  menaikkan atau menurunkan  suhu.Semakin besar kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu (∆ T) jika massa  (m) dan kalor jenis zat (c) tetap.

5. Semakin besar massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan massa zat (m) jika kenaikan suhu (∆ T) dan kalor jenis zat (c) tetap.

6. Semakin besar kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kalor jenis zat (c)  jika kenaikan suhu (∆ T) dan massa zat (m) tetap.

7. Kalor jenis zat (c) yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 °C.

8. Persamaan energi kalor yaitu :  Q = m c ∆T

Keterangan  :

Q = banyaknya kalor satuan joule (J)

c = kalor jenis zat satuan  J / kg °C

m = massa zat satuan kg

∆ T = perubahan suhu satuan  °C

    Contoh dan Soal :

Penyelesaian :

Diketahui :                                       Ditanyakan :

m = 1 kg                                             Q = ?

T₁ = 30 °C                                           Dijawab :

T₂ = 80 °C

ΔT = T₂ – T₁                                      Q  = m c ΔT

= 80 °C – 30 °C                                = 1 kg x 4200 J/kg°C x 50 °C

= 50 °C                                               = 210 000 J

c = 4,2 x10³ J/kg°C

= 4200 J/kg°C

Perpindahan Kalor

Perpindahan Kalor (Konduksi, Konveksi, dan Radiasi)~Planet Studi Sains (Plassa). Pernahkah kalian menanak nasi? Menurut pendapatmu, peristiwa apa yang menyebabkan beras yang bertekstur keras dapat berubah menjadi nasi yang lunakdan lembut? Tentu hal ini terjadi karena adanya perpindahan kalor dari  api kompor ke beras dan air yang berada dalam wadah pemasak itu. Bagaimanakah cara kalor berpindah? Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu  konduksi, konveksi, dan radiasi.

1. Konduksi

Proses perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa diikuti perpindahan bagian-bagian zat itu disebut konduksi  atau hantaran. Misalnya, salah satu ujung batang besi kita panaskan. Akibatnya, ujung besi yang lain akan terasa panas.

Coba perhatikan gambar berikut:

 

Konduksi

Pada batang besi yang dipanaskan, kalor berpindah dari bagian yang panas ke bagian yang dingin. Jadi, syarat terjadinya konduksi kalor pada suatu zat adalah adanya perbedaan suhu. Berdasarkan kemampuan menghantarkan kalor, zat dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu konduktor dan isolator. Konduktor adalah zat yang mudah menghantarkan kalor (penghantar yang baik). Isolator adalah zat yang sulit menghantarkan kalor (penghantar yang buruk).

2. Konveksi

Proses perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan  perpindahan bagian-bagian yang dilaluinya disebut konveksi atau aliran.  Konveksi dapat terjadi pada zat cair dan gas.

a. Konveksi pada Zat Cair

Syarat terjadinya konveksi padaz at cair adalah adanya  pemanasan. Hal ini disebabkan partikel-partikel zat cair ikut berpindah  tempat.

b. Konveksi pada Gas

Konveksi terjadi pula pada gas, misalnya udara.  Seperti halnya pada air, rambatan (aliran) kalor dalam gas (udara)  terjadi dengan cara konveksi. Beberapa peristiwa yang terjadi akibat adanya konveksi udara adalah sebagai berikut.

1) Adanya angin laut. Angin laut terjadi pada siang hari. Pada siang  hari, daratan lebih cepat menjadi panas daripada lautan sehingga  udara di daratan naik dan digantikan oleh udara dari lautan.

2). Adanya angin darat, Angin darat terjadi pada malam hari.  Pada malam hari, daratan lebih cepat menjadi dingin daripada lautan.  Dengan demikian, udara di atas lautan naik dan digantikan oleh udara dari daratan.

3) Adanya sirkulasi udara pada ruang kamar di rurnah

4) Adanya cerobong asap pabrik.

3. Radiasi

Proses perpindahan kalor tanpa zat perantara disebut radiasi atau  pancaran. Kalor diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik,  gelombang radio, atau gelombang cahaya. Misalnya, radiasi panas dari api  Apabila kita berdiam di dekat api unggun, kita merasa hangat.  Kemudian, jika kita memasang selembar tirai di antara api dan kita, radiasi  kalor akan lerhalang oleh tirai itu. Dengan demikian, kita dapat mengatakan  bahwa:

Kalor dari api unggun atau matahari dapat dihalangi oleh tabir sehingga kalor tidak dapat merambat.  Ada beberapa benda yang dapat menyerap radiasi kalor atau menghalanginya. Alat yang digunakan untuk mengetahui atau  menyelidiki adanya radiasi disebut termoskop, seperti yang tampak  pada gambar berikut:

Dari hasil penyelidikan dengan menggunakan termoskop, kita  dapat mengetahui bahwa:

1) Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap atau  permancar radiasi kalor yang baik.

2) Permukaan yang putih dan mengkilap adalah penyerap atau  pemancar radiasi yang buiruk.

4. Mencegah Perpindahan Energi Kalor

Energi kalor dapat dicegah untuk berpindah dengan mengisolasi ruang  tersebut. Misalnya, pada penerapan beberapa peralatan rumah tangga,  seperti termos dan setrika listrik.

a. Termos

Mengapa permukaan di dalam botol termos mengilap?  Dindinnya berlapis dua  ruang  di antara kedua dinding itu dihampakan. Dengm demikian, zat  cair yang ada di dalamnya tetap  panas untuk waktu yang relatif  lama. Termos dapat mencegah  perpindahan kalor, baik secara  konduksi, konveksi, maupun  radiasi.

b. Setrika Listrik

Mengapa pakaian yang disetrika menjadi halus atau  tidak kusut? Di dalam setrika listrik terdapat filamen dari bahan nikelin yang berbentuk kumparan. Kurnparan nikelin ini ditempatkan  pada dudukan besi. Ketika listrik mengalir, filamen setrika listrik menjadi  panas. Panas ini dikonduksikan pada dudukan besi dan akhirnya dikonduksikan pada pakaian yang disetrika. Dengan demikian, setrika mengkonduksi kalor pada  pakaian yang disetrika.