Kalor dan Perpindahan Kalor

 Halo, Assalamu'alaikum warahmatullahi wabarakatuh,

Apa kabar siswa sekalian? Mudah-mudahan sehat ya. Kali ini kita membahasa tentang Kalor dan Perpindahan kalor. 

Masih ingatkan apa itu kalor?

Secara ringkas, kalor artinya PANAS. 

Kalor merupakan panas yang bisa berpindah dari benda yang memiliki kelebihan kalor menuju benda yang kekurangan kalor. Kalor biasanya dinyatakan dalam suhu. 

Dalam satuan internasional, kalor dinyatakan dengan Joule. Satuan lainnya dinyatakan dengan kalori. Nah, kamu juga perlu tahu pernyataan ini:

1 kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebanyak 1 kg air sebesar 1⁰C.

1 kalori = 4.2 joule dan 1 joule = 0.24 kalori.

Macam-macam Perpindahan Kalor

1) Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat padat yang tidak ikut mengalami perpindahan. Artinya, perpindahan kalor pada suatu zat tersebut tidak disertai dengan perpindahan partikel-partikelnya.

Contoh:

• Benda yang terbuat dari logam akan terasa hangat atau panas jika ujung benda dipanaskan, misalnya ketika memegang kembang api yang sedang dibakar.

• Knalpot motor menjadi panas saat mesin dihidupkan.

• Tutup panci menjadi panas saat dipakai untuk menutup rebusan air.

• Mentega yang dipanaskan di wajan menjadi meleleh karena panas.

2) Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran yang zat perantaranya ikut berpindah. Jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, terjadilah konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas (udara/angin).

Contoh:

• Gerakan naik dan turun air ketika dipanaskan.

• Gerakan naik dan turun kacang hijau, kedelai dan lainnya ketika dipanaskan.

• Terjadinya angin darat dan angin laut.

• Gerakan balon udara.

• Asap cerobong pabrik yang membumbung tinggi.

3) Radiasi

Perpindahan kalor tanpa zat perantara merupakan radiasi. Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Radiasi biasanya disertai cahaya.

Contoh radiasi:

• Panas matahari sampai ke bumi walau melalui ruang hampa.

• Tubuh terasa hangat ketika berada di dekat sumber api.

• Menetaskan telur unggas dengan lampu.

• Pakaian menjadi kering ketika dijemur di bawah terik matahari.

 

Kalor Jenis

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. Kalor jenis juga diartikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melepas atau menerima kalor. Masing-masing benda mempunyai kalor jenis yang berbeda-beda, lho. Satuan kalor jenis ialah J/kg⁰C.

 

Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diserap oleh benda bermassa tertentu untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. Satuan kapasitas kalor dalam sistem international ialah J/K.

 Menghitung Besarnya Kalor

Perpindahan kalor juga bisa dihitung besarannya, lho dengan 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:

• C = kapasitas kalor (J/K)
• Q = banyaknya kalor (J)
• ΔT = perubahan suhu (K) 
•  

Contoh Soal Menghitung Kalor

1. Sebuah logam yang terbuat dari besi memiliki massa 5 kg, dipanaskan dari 30°C sampai 80°C. Jika kalor jenis besi 460 J/(kg °C), maka energi kalor yang diperlukan sebesar ….

diketahui : 

m = 5 kg,  ∆t = 80°C - 30°C = 50°C, c = 460 J/(kg °C)

Q = m x c x ∆t

Q = 5 kg x 460 J/kg°C x 50 °C

Q = 115.000 J = 115  kJ

Jadi, energi kalor yang diperlukan untuk memanaskan besi adalah sebesar 115 kJ.

 

2. Seorang anak memanaskan 500 gram logam dari suhu 200°C hingga 600°C. Jika kalor jenis logam tersebut 800 J/kg°C, berapakah besarnya kalor yang diperlukan untuk proses tersebut…. 

diketahui :

m = 0,5 kg,  ∆t = 600°C - 200°C = 400°C, c = 800 J/(kg °C)

Q = m x c x ∆t

Q =  0,5 kg x 400°C x 800 J/(kg °C)

Q = 160000 J

atau 

Q = 160 KJ 

3. Besi yang massanya 4 kg suhunya 20°C dipanaskan dengan kalor 92 kilo joule. Apabila kalor jenis besi 460 J/kg°C, maka suhu besi setelah dipanaskan adalah ….

Pembahasan:

Q = m x c x ∆t

92 kJ = 4 kg x 460 J/kg°C x ∆t

Suhu akhir= 50°C + 20°C = 70°C

Sekarang kalian coba ya kerjakan soal latihan berikut ini. 

Soal 1

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 0,5 kg zat cair (kalor jenis 400 J/kg.°C) dari 28 °C menjadi 38 °C adalah…

Soal 2

Seseorang memasak air yang bermassa 4 kg dengan suhu 20°C. Banyaknya kalor untuk mendidihkan air hingga ke suhu 100°C adalah...(kalor jenis air 1000 J/kg.°C)

Soal 3

Sebanyak 75 gram air yang suhunya 20 0C dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya tak diketahui. Jika suhu akhir campuran 40 0C, maka suhu air 50 gram mula-mula adalah ....

Soal 4

Panas sebesar 1,2 KJ diberikan pada pada sepotong logam bermassa 1500 gram yang memiliki suhu 30 C. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/gr C, tentukan suhu akhir logam!