Kalor Dan Perubahan Wujud

Pengertian kalor

Kalor adalah suatu bentuk energy yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda itu berubah,suhu wujud bentuk. Kalor berasal dari kata calonc, ditemukan oleh ahli kimia prancis bernama Anntonie Laurent Lavoiser (1743-1794). Kalor memiliki satuan kalori (kal) dan kilokalori (kkal) . 1 kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air,sehingga naik 10C . Kalor juga merpukan 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 :

1.      massa zat

2.       jenis zat

3.      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

Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda

Kalor merupakan salah satu bentuk energi. Besarnya kalor suatu zat menunjukkan berapa besar energi kinetik dari partikel-partikel penyusunnya. Kalor mempunyai satuan Joule (SI) atau kalori. Pengaruh kalor terhadap suatu benda selain akan meningkatkan suhu suatu benda bisa mengakibatkan terjadinya perubahan wujud zat.

Perubahan Wujud Zat

1 kalori = 4,2 joule

Kalor dapat mengubah wujud benda dan dapat mengubah suhu benda.

Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Suhu Benda

Besarnya kalor (Q) yang diberikan pada sebuah benda sebanding dengan kenaikan suhu benda itu  (Δt).

Dapat dituliskan:

Keterangan:
Q    = kalor (joule)

Δt   = perubahan suhu (K) atau (°C)

Semakin lama pemanasan berarti kalor yang diterima air semakin besar dan suhu air semakin tinggi

Hubungan Kalor dan Massa Benda

Jumlah kalor (Q) yang diserap benda untuk menaikkan suhu yang sama adalah sebanding dengan massa benda itu.

Dapat dituliskan:

Keterangan:
Q    = kalor (joule)

m    =  massa zat (kg)

Hubungan Kalor dan Jenis Zat

Untuk menaikkan suhu yang sama, jumlah massa zat sama, tetapi jenis zat berbeda membutuhkan kalor yang berbeda pula. Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung pada jenis zat.

Dapat dituliskan:

Keterangan:
Q    = kalor (joule)

c     = kalor jenis zat (j/kg°C)

Kalor Jenis

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhunya sebesar  1°C

Kalor yang dilepas / diterima oleh zat ketika berubah suhunya, tergantung pada: massa zat, jenis zat, dan perubahan suhu.

Dapat dirumuskan:

Keterangan:
Q    = kalor (joule)

m    =  massa zat (kg)

c     = kalor jenis zat (j/kg°C)

Δt   = perubahan suhu (K) atau (°C)

Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Wujud Benda

Benda Cair Menjadi Uap

Kalor untuk mengubah wujud benda dari cair menjadi uap tergantung pada: massa zat dan kalor uap zat.

Dapat dituliskan:

Keterangan:
Q    = kalor (joule)

m    =  massa zat (kg)

U     = kalor uap (j/kg)

Kalor didih atau kalor uap adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah dari wujud cair menjadi wujud gas pada titik didihnya.

Benda Padat Menjadi Cair

Kalor untuk mengubah wujud benda dari padat menjadi cair tergantung pada: massa zat dan kalor lebur zat, dapat dituliskan:

Keterangan:

Q   = kalor (joule)

m   =  massa zat (kg)

L    = kalor lebur (j/kg)

Kalor lebur adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya.

          Seperti yang kita ketahui bersama bahwa energi kalor dapat mengubah wujud suatu benda, dalam hal ini saya akan menggunakan air sebagai contohnya.
Air dalam suhu yang amat rendah (-40^o Celcius ) akan berbentuk sebagai es yang berwujud padat, sedangkan pada suhu 0^o Celcius air akan mengalami perubahan wujud dari padat ( es ) menjadi cair. Suhu air akan terus mengalami kenaikan ketika dipanaskan, yang pada akhirnya hinga di titik 100^o Celcius akan mengalami perubahan wujud dari cair menjadi gas ( uap air ).

Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar dibawah :

Gambar diatas menunjukkan grafik perubahan wujud air mulai dari fase es pada suhu -40^o Celcius hingga menjadi uap air pada suhu 120^o Celcius.
Perhatikan grafik yang diberi warna merah dan hijau !! Hal ini dimaksudkan untuk membedakan antara fase dimana air mengalami kenaikan suhu dan fase dimana air mengalami perubahan wujud.

Pelu diingat bahwa :

1.      Ketika air mengalami perubahan wujud maka air TIDAK mengalami perubahan suhu.

2.      Sedangkan, ketika air mengalami perubahan suhu maka air TIDAK mengalami perubahan wujud.

AZAS BLACK

Jika benda bersuhu tinggi dicampur dengan benda bersuhu rendah maka benda yang bersuhu tinggi akan melepas kalor dan benda yang bersuhu rendah menerima kalor. Jumlah kalor yang dilepas oleh benda bersuhu tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima benda yang bersuhu rendah.

Atau dapat dituliskan:

Besar kalor lepas = Besar kalor terima

Qlepas = Qterima

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.