Kalor (1)

KALOR (1)

 A. PENGERTIAN SUHU

1.      Pengertian Suhu

Suhu atau temperature (T) adalah besaran yang menunjukkan derajat panas atau dingin suatu benda.Suhu tidak dapat dilihat tetapi dapat dirasakan. Pengukuran suhu didasarkan pada keadaan fisis zat (padat,cair,gas) yang mengalami prubahan jika suhunya berubah.Sensitifitas benda terhadap peubahan suhu dinamakan sifat termometrik zat.

Perubahan termometik zat antara lain :

a.       Perubahan volume

b.      Perubahan wujud

c.       Perubahan daya hantar listrik

d.      Perubahaan warna

2.      Alat Pengukur suhu

Alat pengukur suhu berdasarkan sifat-sifat termometrik dinamakan thermometer.Zat cair yang memiliki sifat termometrik yang baik adalah raksa dan alkohol dapat memuai secara linier jika terjadi kenaikan suhu.

Zat cair yang sering digunakan untuk mengisi tabung thermometer adalah raksa,karena raksa memiliki kelebihan dibandingkan dengan zat cair lain. Kelebihan raksa sebagai pengisi tabung  termometer adalah sebagai berikut .

a.       Keseimbangan termal terhadap zat yang akan diukur lebih cepat.

b.      Memiliki titik beku rendah (-39⁰C) dan titik didih tinggi (357⁰C).

c.       Memiliki kenaikan volume yang teratur pada saat terjadi prubahan suhu.

d.      Tidak membasahi kaca yang ditempati, karena memiliki gaya kohesi besar (memiliki meniskus cembung) sehingga pengukuran suhu lebih kuat.

e.       Mudah dilihat ,karena warnanya putih seperti perak (mengkilap).

             Skala termometer dibedakan menjadi skala Celcius.skala Fahrenheit,skala Reamur,dan skala Kelvin.

a.       Skala Celcius

Skala Celcius ditetapkan oleh  Celcius (1701-1744). P ada termometer Celcius , titik acuan bawah ditetapkan berdasarkan pada suhu es murni yang sedang melebur pada tekanan 1 atmosfer.Titik ini diberi tanda dengan angka nol derajat (0⁰).Titik acuan atas ditetapkan berdasarkan suhu uap air yang mendidih dan diberi  angka 100⁰. Termometer Celcius dibagi dalam 100 skala, di mana tiap skala menyatakan satu derajat Celcius.

b.      Skala Fahrenheit

Termometer dengan skala Fahrenheit  ditetapkan oleh Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Fahrenheit menetapkan titik lebur  es pada angka 32⁰ dan titik didih air diberi angka 212⁰. Antara kedua titik tetap dibagi menjadi 180 skala. Setiap satu skala menyatakan satu derajat Fahrenheit.

c.       Skala Reamur

Termometer dengan skala Reamur ditetapkan oleh Reamur. Reamur menetapkan titik lebur es pada angka 0⁰, adapun titik didih air pada angka 80⁰. Antara kedua titik tetap dibagi menjadi 80 . Setiap satu skala menyatakan satu derajat Reamur.

d.      Skala Kelvin

Termometer dengan skala Kelvin ditetapkan oleh William Thomson yang lebih dikenal sebagai Lord Kelvin. Pada termometer skala Kelvin,titik lebur es ditetapkan pada angka 273 dan titk didih air pada angka 373. Antara kedua titik tetap dibagi 100 skala.

Pada skala Kelvintidak ada suhu yang bernilai negatif,sehingga disebut susu mutlak atau skala termodinamik ,dan sekaligus Kelvin digunakan sebagai satuan SI untuk besaran suhu.

Perbandingan antar jenis skala termometer adalah sebagai berikut :

C	:	F	:	K	:	R
100	:	180	:	100	:	80
5	:	9	:	5	:	4

a.       Perbandingan antara skala Celcius dengan skala Fahrenheit

C : F = 100 : 180 = 5 : 9

Karena 0⁰C = 32⁰F,  maka :

°F = °C × 1,8 + 32

°C = (°F − 32) / 1,8

b.      Perbandingan antara skala Celcius dengan skala Reamur

      C : R = 100 : 80 = 5 : 4

      Karena 0⁰C = 0⁰R, maka :

°Ré = °C × 0,8

°C = °Ré / 0,8

c.       Perbandingan antara skala Reamur dengan skala Fahrenheit

R : F = 80 : 180 = 4 : 9

Karena 0⁰R = 32⁰F, maka :

°F = °Ré × 2,25 + 32

°Ré = (°F − 32) / 2,25

d.      Perbandingan antara skala Celcius dengan skala Kelvin

C : K = 100 : 100 = 1 : 1

Karena 0⁰C = 273 K, maka :

t⁰C = (t + 273) K         atau       t K  = (t – 273) ⁰C

B. PENGETIAN KALOR
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya yang lebih rendah. Banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat untuk menaikkan 1⁰C disebut kapasitor kalor yang dinyatakan dengan C, satuannya J/⁰C atau J/K. hubungan antara banyaknya kalor, kapasitas kalor, dan perubahan suhu dapat dirumuskan :

Q = C . ∆t

Q = Banyaknya kalor (Joule)

C = Kapasitor kalor (Joule / ⁰C)

∆t= perubahan suhu (⁰C / K)

Agar kapasitor kalor untuk semua zat dapat dihitung, ditetapkan massa yang sama tiap zat, yaitu 1 Kg yang dinaikkan suhunya 1⁰C dan dinamakan kalor jenis zat. Kalor jenis zat dinyatakan dalam c, satuannya J/Kg ⁰C. satuan yang lainnya adalah Kkal/Kg⁰C. Satuan SI kalor adalah Joule. Satuan lainnya adlah kalori (kal). Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air murni sehingga suhunya naik 1⁰C. dari percobaan James Joule diperoleh satu kesetaraan yang disebut tara kalor mekanik, yaitu :

1 Kalori = 4,186 (4,2) Joule    1 Kilo Kalori = 1000 Kalori

1 Joule = 0,24 Kalor.

Kapasitas panas  (H) adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu benda untuk menaikkan suhu 1⁰C.

Q = H . t

C. PENGARUH KALOR TERHADAP WUJUD BENDA 

1.      Pengaruh Kalor

Kalor dan suhu merupakan dua besaran  yang sangat erat hubungannya, tetapi sama sekali berbeda. Kalor merupakan salah  satu  bentuk energi (energi panas), sedangkan suhu merupakan ukuran atau tingkat panas suatu benda. Pada umumnya suhu benda akan naik jika menyerap kalor dan akan turun jika melepas kalor. 

Apabila benda mendapat kalor, maka akan mengalami 2 kemungkinan yaitu terjadi perubahan suhu atau wujud pada benda tersebut. Jenis – jenis perubahan wujud adalah sebagai berikut :

a.       Melebur yaitu perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair
b.      Menguap yaitu perubahan wujud dari zat cair menjadi gas
c.       Mengembun yaitu perubahan wujud dari gas  menjadi zat cair
d.      Mambeku yaitu perubahan wujud dari zat cair menjadi zat padat
e.       Menyublim yaitu perubahan wujud dari zat padat menjadi gas atau sebaliknya.

2.      Mempercepat penguapan

Penguapan dapat dipercepat dengan cara :

a)      Memanaskan zat cair
b)      Memperluas permukaan zat cair
c)      Mengurangi tekanan pada permukaan zat cair
d)     Meniupkan udara diatas permukaan zat cair.

3.      Menyelesaikan masalah sederhana dan grafik perubahan.

      Kalor (Q) yang diperlukan untuk mengubah suhu sebanding dengan massa benda (m), kalor  jenis benda (c), dan perubahan suhu (∆t). Sehingga diperoleh hubungan :

            Q = m . c . ∆t 

Dengan keterangan :

       Q = Kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu (Joule)

      m   = massa benda (Kg)

       c   = kalor jenis benda (Joule/Kg ⁰C)

      ∆t  = perubahan suhu (⁰C)

 

Q = m . L        atau     Q = m . U

            Dengan keterangan  :

     Q    = Kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu (Joule)
     m    = massa benda (Kg)
     L     = kalor lebur (Joule / Kg)
     U    = kalor uap (Joule / Kg)
Sedangkan kalor (Q) yang diperlukan untuk mengubah wujud zat tergantung pada massa benda (m), kalor lebur (L) atau kalor uap (U). Sehingga diperoleh :

      Untuk menyelesaikan soal yang terdapat perubahan suhu dan perubahan wujud, dapat dibantu dengan grafik perubahannya :

REFERENSI

Nur Azizah,Siti,dkk.2009.Fokus Fisika Kelas X Semester 2.Solo : CV. Sindhunata

Rahmini,Sri,dkk.2007.IPA Terpadu 1 Kelas VII. Semarang : Aneka Ilmu

Ariyanto,Titut.2011. Fokus Kupas Tuntas UN SMA Fisika. Solo : Sindhunata

Buku catatan pribadi Fisika SMP

Wikipedia. 2014. Rumus Konversi Suhu. http://id.wikipedia.org/wiki/Rumus_konversi_suhu. diakses tanggal 19 Maret 2014