Pengertian Kalor Kamu tentu pernah merebus air bukan? Air yang tadinya terasa dingin dan sejuk setelah direbus beberapa saat akan terasa hangat dan lama-kelamaan menjadi panas. Tahukah Kamu mengapa demikian? Selama direbus air mendapat energi dari api yang menyala di bawah air tersebut. energi yang dihasilkan oleh nyala api akan berpindah ke air dan berubah menjadi panas dalam air. Bentuk energi yang berpindah karena perbedaan suhu disebut sebagai energi kalor. Perpindahan energi kalor selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jadi jika ada dua buah benda A dan B mempunyai suhu yang berbeda, dan suhu A lebih dari suhu B kemudian kedua benda tersebut disentuhkan maka suhu A akan menurun dan suhu B akan naik hingga suhu kedua benda tersebut setimbang. Oleh karena kalor adalah bentuk energi maka dimensi untuk kalor sama dengan dimensi energi yaitu [ML 2 T 2 ] dan satuan kalorpun mengikuti pada satuan energi yaitu joule atau kalori. Hubungan joule dan kalori adalah : 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori
A. Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud zat
1. Kalor dapat mengubah suhu benda
Pada pembahasan sebelumnya telah dibahas tentang perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang suhunya rendah untuk mengamati lebih jelas tentang perpindahan kalor maka lakukanlah percobaan berikut Kegiatan 3.1. Tujuan :Mengamati perpindahan kalor dan benda yang dapat melepas dan menerima kalor 1. Sediakan segelas air dingin, segelas air panas, termometer dan sebuah wadah plastik. 2. Ukurlah suhu air pada masing-masing kedua gelas 3. Campurkan air dari dari kedua gelas tersebut ke dalam wadah plastik 4. Selang beberapa saat ukurlah suhu air campuran tersebut 5. Apakah kesimpulanmu? Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. Suhu air yang tadinya panas sekarang menjadi lebih dingin dan suhu air yang tadinya dingin menjadi lebih panas hal ini menunjukkan bahwa air panas melepaskan kalor dan air dingin menerima kalor dari air panas untuk menaikkan suhunya. Tidak hanya zat cair yang dapat melepas dan menerima kalor, semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor, demikian juga sebaliknya benda- benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisinya dengan lingkungan di sekitarnya. Ketika suatu zat melepas atau menerima kalor tentunya suhu zat tersebut akan berubah, dengan demikian dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.2. Kalor dapat mengubah wujud zat
Kondisi wujud suatu benda sangat terpengaruh oleh keadaan suhu suatu zat tersebut. Pada umumnya benda-benda yang bersuhu rendah berwujud padat sedangkan benda- benda yang bersuhu tinggi akan berwujud cair atau gas. Perubahan wujud akan terjadi ketika kita memberikan atau mengambil kalor zat tersebut secara terus menerus. Untuk lebih jelasnya lakukanlah percobaan berikut Kegiatan 3.2. Tujuan : Mengamati peruibahan wujud suatu zat akibat penambahan kalor 1. Sediakan sepotong es batu, bejana dan pembakar spirtus 2. Masukan es ke dalam bejana kemudian letakkan diatas pemanas 3. Panaskan es dalam bejana dan amati perubahan yang terjadi 4. Panaskan terus bejana tersebut sampai semua es berubah menjadi cair dan akhirnya mendidih. 5. Amati perubahan yang terjadi dari awal praktikum sampai air mendidih. 6. Apakah kesimpulanmu? Peristiwa perubahan zat padat menjadi zat cair disebut melebur mencair B. Faktor-faktor yang mempercepat penguapan serta besarnya kalor untuk menaikan suhu benda dan perubahan wujud benda. Perubahan wujud dari zat cair menjadi gas disebut menguap. Beberapa faktor yang dapat mempercepat penguapan diantaranya adalah : Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. a. Memanaskan zat cair Pemanasan pada zat cair dapat meningkatkan volume ruang gerak zat cair sehingga ikatan-ikatan antara molekul zat cair menjadi tidak kuat yang akan mengakibatkan semakin mudahnya molekul zat cair tersebut melepaskan diri dari kelompoknya yang terdeteksi sebagai penguapan. b. Memperluas permukaan zat cair Peristiwa lepasnya molekul zat cair tidak bisa berlangsung secara serentak akan tetapi bergiliran dimulai dari permukaan zat cair yang punya kesempatan terbesar untuk melakukan penguapan. Dengan demikian untuk mempercepat penguapan kita juga bisa melakukannya dengan memperluas permukaan zat cair tersebut. c. Mengurangi tekanan pada permukaan zat cair Dengan mengurangi tekanan udara pada permukaan zat cair berarti jarak antar partikel udara diatas zat cair tersebut menjadi lebih renggang. Akibatnya molekul air lebih mudah terlepas dari kelompoknya dan mengisi ruang kosong antara partikel- partikel udara tersebut. hal yang sering terjadi disekitar kita adalah jika kita memasak air di dataran tinggi akan lebih mudah mendidih daripada ketika kita memasak di dataran rendah. d. Meniupkan udara di atas zat cair Pada saat penjemuran pakaian proses pengeringan tidak sepenuhnya dilakukan oleh panas sinar matahari, akan tetapi juga dibantu oleh adanya angin yang meniup pakaian sehingga angin tersebut membawa molekul-molekul air keluar dari pakaian sehingga pakaian akan cepat kering. Perubahan zat tidak hanya berlaku satu arah saja seperti pada percobaan 2 akan tetapi perubahan wujud juga berlaku untuk sebaliknya. Jika kita memasukkan air ke dalam lemari pendingin yang dapat mengambil kalor air tersebut hingga suhunya mencapai kurang dari 0 o C maka air akan berubah menjadi padat es. Jika suatu zat padat dipanaskan pada tekanan rendah, kemungkinan terjadi bahwa zat tersebut tidak akan melebur akan tetapi langsung menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut dengan menyublim atau melennyap. Pada dasarnya perubahan wujud suatu zat mengikuti sekema daur perubahan wujud berikut ini Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. membeku mengkristal mencair menyublim menguap mencair Kalor sebanding dengan kalor jenis Untuk memahami kalor jenis suatu zat maka lakukanlah percobaan sederhana berikut Kegiatan 3.3. Menyelidiki kalor jenis suatu zat 1. Sediakan sepotong besi dan sepotong kayu yang ukurannya sama 2. Jemurlah keduanya di bawah sinar matahari 3. Setelah beberapa saat rasakan tingkan tanasnya dengan tanganmu 4. Manakah yang lebih panas? Dari hasil percobaan didapatkan bahwa besarnya kalor yang diterima berbeda-beda untuk tiap-tiap jenis benda yang berbeda. Dalam fisika besaran yang membedakan tingkat kemampuan suatu benda untuk menerima atau melepas kalor dinamakan kalor jenis c. Besarnya kalor yang diterima oleh tiap-tiap benda sebanding dengan kalor jenis zat tersebut c Q dengan Q : Banyaknya kalor yang dibutuhkan joule c : kalor jenis JKg K Kalor sebanding dengan kenaikan suhu Jika kita menaikkan suhu suatu benda maka dalam hal ini kita juga memberikan kalor pada benda tersebut. semakin tinggi kita menaikkan suhu suatu benda maka semakin besar pula kalor yang kita berikan pada benda tersebut. dengan demikian dapat kita katakan bahwa; Besarnya kalor yang diberikan pada suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu yang diberikan pada benda itu. Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. PADAT CAIR GAS Atau secara matematis dapat dituliskan dalam persamaan berikut t Q dengan Q : Banyaknya kalor yang dibutuhkan joule Δ t : Kenaikan suhu K Kalor sebanding dengan massa Menurut anda samakah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu dua zat yang sama jenisnya tetapi massanya berbeda? Untuk membuktikannya maka lakukanlah percobaan berikut Kegiatan 3.4. Menyelidiki pengaruh massa benda terhadap pemberian kalor 1. Sediakan dua gelas ukur gelas A dan gelas B, dua pemanas spirtus dan air suling. 2. Isilah gelas ukur A dengan air suling 250 ml dan gelas ukur B dengan air suling 500 ml 3. Panaskan masing-masing gelas ukur dengan kadar api yang sama besar 4. Tunggulah sampai air dalam salah satu gelas ukur mendidih 5. Air dalam gelas manakah yang mendidih lebih dahulu 6. Apakah kesimpulanmu? Dari kegiatan tersebut jelas bahwa semakin besar massa suatu zat, maka semakin besar pula kalor yang dibutuhkan untuk mendidihkan air dalam gelas. Jadi, penambahan kalor pada suatu benda sebanding dengan massa benda tersebut. m Q dengan Q : Banyaknya kalor yang dibutuhkan joule m : Massa benda Kg Berdasarkan uraian di atas maka dapat ditarik kesimpulan bahwa kalor yang diberikan pada benda - Sebanding dengan kalor jenis c - Sebanding dengan kenaikan suhu ΔT - Sebanding dengan massa benda m Dan dapat dituliskan dalam persamaan berikut t mc Q 1. Kalor Jenis
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh benda. Secara umum, mengetahui adanya kalor yang dimiliki oleh benda dapat dilakukan dengan cara mengukur suhu benda tersebut. Jika suhu benda tinggi, kalor yang dikandung oleh benda juga besar. Sebaliknya, jika suhu benda rendah, kalor yang dikandung oleh benda juga kecil.
Kalor yang dimiliki oleh suatu benda bisa berubah-ubah. Bisa naik, bisa juga turun karena kalor dapat berpindah dari suhu tinggi menuju suhu rendah.
Contoh bahwa kalor dapat mengubah suhu benda: Air panas memiliki suhu tinggi. Air dingin memiliki suhu rendah. Apabila kedua air dicampur, campuran itu akan menghasilkan suhu baru.
Suhu rendah akan meningkat karena menerima panas yang bersuhu tinggi.
Ceritakan pengalamanmu saat melakukan percobaan.
Saat air dipanaskan, air yang semula dingin (bersuhu rendah) menerima panas dari Api melalui Cerek Air menerima panas, lama-kelamaan air menjadi Panas (suhu meningkat).
Kesimpulan
Makin Besar energi panas yang diterima air, makin besar pula kenaikan suhu pada air.
Ayo Mengamati
Ayo, amatilah peristiwa-peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan adanya perubahan suhu benda yang disebabkan kalor. Indentifikasi dengan cara menuliskan perubahan suhu benda yang disebabkan oleh kalor pada tabel berikut!
Peristiwa Perubahan Suhu karena Kalor
- Pandai besi yang sedang memanasi besi diatas bara api, besi yang awalnya bersuhu normal menjadi panas dan lembek.
- Esbalok lama – lama mencair terkena panas matahari
- Lilin menjadi panas dan mencair saat di bakar
Ayo Mencoba
Untuk menyelidiki bahwa kalor dapat menyebabkan perubahan wujud benda, lakukan percobaan berikut!
Tujuan
Mengamati Perubahan Wujud Benda
Alat dan Bahan
Es Batu Mangkuk Palu/martil
Baca Juga : Jenis-Jenis Pakaian, Kelas 3 SD
Cara Kerja
1. Siapkan alat dan bahan.
2. Pecahkan es hingga berukuran kecil-kecil.
3. Letakkan beberapa potong es di mangkuk.
4. Letakkan es tersebut di bawah panas terik matahari.
5. Biarkan es selama lima menit.
6. Amatilah perubahan pada es.
Kesimpulan hasil percobaan
potongan es yang sudah di pecah memakai martil dan diletakan didalam mangkuk, semua berubah mencadi air setelah diletakan dibawah terik matahari. Berarti kalor yang berasal dari matahari mampu mengubah benda padat ( es batu ) menjadi air.
Peristiwa perubahan wujud benda padat menjadi benda cair karena adanya pemanasan disebut mencair.
Contoh lain peristiwa mencair sebagai bentuk perubahan wujud benda karena kalor atau panas adalah sebagai berikut.
1. Mentega dipanaskan.
2. Logam dipanaskan pada suhu tinggi.
3. Lilin dipanaskan.
Ayo Berlatih
Untuk menyelidiki terjadinya peristiwa mencairnya suatu benda yang disebabkan oleh kalor atau panas, lakukan percobaan memanaskan mentega di atas kompor. Berhati-hatilah saat melakukan percobaan menggunakan kompor.
- Tuliskan prosedur percobaan seperti berikut.
- Judul Percobaan: Memanaskan Mentega di Atas Kompor
- Tujuan: Menyelidiki terjadinya peristiwa mencairnya suatu benda
- Alat dan Bahan: Mentega, Kompor, Panci
- Langkah Kerja: Meletakan mentega di atas panci kemudian nyalakan kompor.
- Kesimpulan: Setelah suhu memanas, mentega yang awalnya padat berubah menjadi cair
Banyak peristiwa di sekitar kita yang menunjukkan perubahan wujud benda karena kalor. Bahkan, di sekitar rumah, kamu akan menjumpai peristiwa itu.
Pencarian Populer : Sebutkan 4 contoh peristiwa yang menunjukkan bahwa kalor dapat mengubah suhu