Kalor : Energi Kalor dan Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII)

Artikel yang terkait dengan judul :Kalor : Energi Kalor dan Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII)

Kalor : Energi Kalor dan Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII) ✓ Jika udara dingin maka kita akan memakai selimut dan pada saat teman-teman memegang es akan terasa dingin, ikuti penjelasannya pada bab kalor ini yang mana nantinya dapat menjelaskan mengenai pengaruh kalor terhadap : perubahan suhu benda, dan perubahan wujud zat, faktor-faktor yang dapat mempercepat penguapan, banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk dapat menaikkan suhu zat, dan kalor yang dibutuhkan pada saat mendidih dan melebur, rumus besarnya kalor yang dibutuhkan, dan menerangkan azas black.

Daftar Isi

1. Energi Kalor
2. Perpindahan Kalor

Kalor : Energi Kalor dan Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII)


Kalor

Energi Kalor

Perubahan Suhu Benda

Pengertian kalor adalah suatu bentuk energi yang secara alamiah dapat beralih dari benda yang memiliki suhu tinggi menuju ke suhu yang lebih rendah pada saat benda tersebut bersinggungan. Kalor juga bisa mengalami perpindahan dari suhu yang rendah menuju ke suhu yang lebih tinggi apabila dibantu dengan alat yaitu berupa mesin pendingin. Untuk dapat menaikkan suhu suatu benda maka banyaknya kalor yang diperlukan bergantung pada lamanya waktu pemanasan dan massa zat. Ini dapat diartikan bahwa semakin lama air dilakuka pemanasan, maka suhu air akan semakin tinggi. Dengan demikian besarnya kalor yang diberikan pada suatu benda adalah sebanding dengan kenaikan suhu (Δt). Massa air yang semakin besar, maka waktu yang dibutuhkan juga akan semakin lama agar mencapai suhu tersebut. Adapun besarnya kalor yang diberikan juga dipengaruhi oleh massa zat (m).

Mengapa yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu untuk liter air dan 1 liter minyak goreng tidak sama, Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar kalor jenis suatu zat , maka akan semakin besar juga kalor yang dibutuhkan. Sehingga besarnya kalor yang diberikan untuk suatu benda akan sebanding dengan kalor jenis atau jenis zat (c).

Besarnya kalor (Q) yang dibutuhkan oleh suatu benda akan sebanding dengan massa benda (m), bergantung pada kalor jenis (c), dan juga akan sebanding dengan kenaikan suhu (Δt).

Sehingga rumus dapat ditulis sebagai berikut

Q = m x c x Δt

Keterangan
Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg0C)
Δt = kenaikan suhu (0C)
Δ = delta

Satuan kalor menurut Standa Internasional adalah joule (J). Terdapat satuan kalor yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya kilokalori, kalori. Satu kalori bisa diartikan banyaknya kalor yang butuhkan untuk setiap 1 gram air, sehingga suhunya akan naik 10C. Sedangkan satu kilokalori diartikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 kg air, sehingga suhunya akan naik 10C.

Terdapat adanya kesetaraan antara satuan joule dangan satuan kalori yang sering dikenal dengan sebutan tara kalor mekanik.

1 kalori = 4,2 joule
1 kilokalori = 4.200 joule
1 joule = 0,24 kalori

Tabel Kalor jenis berbagai zat
Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg zat sehingga suhunya naik sebesar 10C.

Rumus matematis kalor jenis suatu zat bisa kita tuliskan sebagai berikut :
Sedangkan kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh suatu benda sehingga suhunya naik 10C.

Secara rumus matematis kapasitas kalor bisa kita tuliskan sebagai berikut :

C = m x c

Karena :
Q = m x c x Δt maka, Q = C x Δt

Keterangan
Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J)
C = kapasitas kalor benda (J/0C)
Δt = kenaikan suhu (0C)
Δ = delta

Perubahan Wujud Zat

Berikut adalah perubahan wujud yang terjadi pada zat, antara lain :

1) Mencair
Adalah perubahan wujud zat padat menjadi cair. Pada waktu zat mencair membutuhkan energi kalor. Sebagai contoh adalah peristiwa mencair, antara lain: es dipanaskan, lilin dipanaskan dsb.

2) Membeku
Adalah perubahan wujud zat cair menjadi padat. Pada waktu zat membeku, maka zat akan melepaskan energi kalornya. Contoh dari peristiwa membeku antara lain: air yang didinginkan di bawah 00C, lilin cair yang didinginkan, dsb.

3) Menguap
Adalah perubahan wujud zat cair menjadi gas. Pada waktu tersebut, zat akan membutuhkan energi kalor. Contohnya : minyak wangi, air dipanaskan sampai mendidih, dsb.

4) Mengembun
Adalah perubahan wujud zat gas menjadi cair. Pada saat terjadi pengembunan zat akan melepaskan energi kalor. Contoh : gelas yang berisi es bagian luarnya basah, titik air di pagi hari pada tumbuhan hijau, dsb

5) Menyublim
Adalah perubahan wujud zat padat menjadi gas. Pada saat proses penyubliman zat akan membutuhkan energi kalor. Contohnya: kapur barus (kamper), obat hisap , dsb.

6) Mengkristal atau menghablur
Adalah perubahan wujud zat gas menjadi padat. Pada waktu pengkristalan zat akan melepaskan energi kalor. Contohnya : salju, gas yang didinginkan, dsb.

Energi kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud zat disebut sebagai kalor laten. Di kehidupan sehari-hari banyak kita temukan perubahan wujud suatu benda, contonya pada saat kulit terkena bensin, maka kulit yang terkena akan terasa dingin, sebab pada saat itu bensin menguap yang mana akan membutuhkan energi kalor, yang mana energi kalor tersebut didapatkan dari tubuh teman-teman.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Penguapan

Berikut adalah contoh beberapa zat yang mudah untuk menguap, misalnya spiritus, bensin, alkohol, dsb. Penguapan merupakan suatu peristiwa bergerak keluarnya molekul–molekul dari permukaan zat cair. Beberapa cara mempercepat penguapan, yaitu:

a. Memanaskan
Kita membandingkan penjemuran pakaian antara yang ditaruh di tempat yang teduh dengan yang terkena cahaya matahari secara langsung, maka yang akan cepat kering pakaiannya adalah yang berada di tempat yang terkena sinar matahari secara langsung. Hal ini menunjukkan bahwa air yang terkandung pada baju menjadi lebih cepat menguap.

b. Memperluas permukaan zat cair
Kita membandingkan minuman teh yang panas tetapi sebagian ada yang dituangkan di cawan, kemudian minumlah. Bandingkan lebih cepat yang mana yang mengalami pendinginan. Teh yang berada di cawan akan lebih cepat dingin apabila dibandingkan dengan yag berada di dalam gelas. Hal ini menunjukkan bahwa penguapan air teh dalam cawan yang mempunyai permukaan lebih luas akan lebih cepat daripada penguapan yang berada di dalam gelas.

c. Meniupkan udara di atas permukaan zat cair
Terkadang kita melihat ibu-ibu yang sedang menyuapi anaknya ditiup terlebih dahulu, ini supaya cepat menjadi dingin. Hal ini disebabkan oleh karena makanan yang ditiup akan lebih cepat terjadi penguapan sehingga akan cepat menjadi dingin.

d. Mengurangi tekanan
Dengan cara memperkecil tekanan udara di  permukaan zat, akan mengakibatkan jarak antar molekul udara menjadi lebih besar. Hal ini menyebabkan molekul-molekul yang berada pada permukaan zat cair akan berpindah ke udara yang berada di atasnya sehingga hal ini akan mempercepat proses penguapan.

Contoh peristiwa penguapan, misalnya:
  • Merebus air.
  • Menjemur pakaian yang basah hingga menjadi kering.
  • Penguapan gas freon yang berada di dalam lemari es.
  • Alkohol ataupun spiritus yang diteteskan pada kulit bisa menguap.

Zat Mendidih dengan Suhu Tetap Asalkan Tekanan Udara Tidak Berubah

Zat cair yang dilakukan pemanasan hingga suhu tertentu akan mendidih. Penguapan yang terjadi di seluruh bagian permukaan zat cair disebut mendidih. Air pada suhu 1000C mulai mendidih dan energi kalor yang ada tidak lagi dipergunakan untuk menaikkan suhunya, namun untuk mengubah wujud zat yaitu dari zat cair menjadi zatgas. Kondisi seperti ini berlaku untuk seluruh zat yang sedang mendidih. Titik didih adalah suhu pada saat zat cair mendidih. Pada tekanan udara normal yaitu 76 cmHg, air akan mengalami titik didih di suhu 1000C. Apabila tekanan udara luar berubah, maka titik didihnya zat juga akan terjadi perubahan. Hal ini dapat ditunjukkan bahwa pada tekanan udara luar kurang dari 76 cmHg air akan mendidih kurang dari 1000C.

Titik didih suatu zat bisa diubah-ubah dengan berbagai macam cara misalnya dengan : tekanan ditambah maka titik didihnya akan naik, tekanan dikurangi, maka titik didihnya akan turun, dan menambahkan ketidakmurnian zat maka titik didihnya naik. Alat yang bisa mendidihkan air di atas 1000C adalah otoklaf dan pressure cooker.
Untuk mengubah wujud cair menjadi gas pada titik didihnya dibutuhkan energi kalor. Jumlah energi kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 1 kg zat dari wujud cair menjadi gas pada titik didihnya dikenal dengan sebutan kalor didih atau kalor uap.

Secara matematis dapat dituliskan :

Q = m x U

Keterangan
Q = energi kalor yang diperlukan ( J )
m = massa zat ( kg )
U = kalor didih atau kalor uap ( J/kg )

Pada saat terjadi penguapan zat maka membutuhkan kalor, sedangkan pada saat terjadi pengembunan gas akan melepaskan kalor sampai dengan berubah menjadi cair. Jumlah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 1 kg zat dari wujud uap menjadi cair pada titik embunnya disebut sebagai kalor embun. Pengertian titik embun adalah suhu pada waktu zat gas mengembun.

Eksperimen yang telah dilakukan oleh para ilmuwan menghasilkan pernyataan bahwa :

Kalor uap = kalor embun.

Titik didih dan kalor uap beberapa zat
Titik didih dan kalor uap

Zat Melebur dengan Suhu tetap Memerlukan Kalor

Pada waktu zat cair melebur yaitu berubah wujud dari padat menjadi berubah menjadi cair membutuhkan kalor. Pada tekanan udara normal, es akan mengalami perubahan wujud zat dari zat padat menjadi zat cair pada suhu 00C. Energi kalor yang dibutuhkan tidak dipakai untuk menaikkan suhunya, namun digunakan untuk mengubah wujud zat yaitu dari padat menjadi cair. Suhu pada saat zat padat melebur dinamakan titik lebur. Jika tekanan udara luar mengalami perubahan, maka titik leburnya zat akan mengalami perubahan juga. Hal tersebut bisa ditunjukkan bahwa pada tekanan udara lebih dari 76 cmHg es akan melebur di bawah suhu 00C.

Titik lebur suatu zat dapat diubah-ubah dengan berbagai cara, antara lain: tekanannya yang ditambah maka titik leburnya turun, tekanan dikurangi maka titik leburnya akan mengalami kenaikan, dan juga dapat dengan menambahkan ketidakmurnian zat maka titik leburnya akan mengalami penurunan. Berikut merupakan contoh peralatan dalam kehidupan sehari-hari yang memanfaatkan sifat kalor, antara lain : alat pendingin, rice cooker, pressure cooker, alat penyulingan air, otoklaf (alat pembunuh bakteri). Untuk dapat mengubah wujud zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya dibutuhkan energi kalor. Jumlah energi kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 1 kg zat dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur.

Dengan cara matematis dapat dituliskan rumus :

Q = m x L

Keterangan
Q = energi kalor yang diperlukan (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor lebur (J/kg)

Pada waktu terjadi peleburan zat membutuhkan kalor, sedangkan pada proses pembekuan zat cair melepaskan kalor sampai dengan berubah menjadi zat padat. Jumlah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 1 kg zat dari wujud cair menjadi zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku. Pengertian titik beku adalah suhu pada saat zat cair membeku.

Eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan menghasilkan pernyataan sebagai berikut :

Kalor lebur = kalor beku

Titik lebur dan kalor lebur beberapa zat
Titik lebur dan kalor lebur

Perpindahan Kalor

Kalor Berpindah

Kalor dapat mengalami perpindahan dengan 3 (tiga) macam cara, antara lain: 1). konduksi atau hantaran, 2).konveksi atau aliran, dan 3). radiasi atau pancaran.

a. Konduksi atau hantaran
Pengertian/ definisi konduksi adalah merupakan perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai oleh perpindahan partikel-partikel zat tersebut.

Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua, yaitu:
1) Konduktor
Pengertian konduktor adalah zat yang mempunyai daya hantar kalor dengan baik. Sebagai contoh adalah besi, baja, tembaga, aluminium, dsb.

2) Isolator
Pengertian isolator adalah zat yang mempunyai daya hantar kalor kurang baik. Sebagai contoh adalah: kayu, plastik, kertas, kaca, air, dsb. Kita dapat memperhatikan peralatan rumah tangga yang memanfaatkan konsep konduksi misalnya setrika listrik, solder. Sedangkan untuk yang bersifat isolator contohnya adalah pegangan pada setrika, dsb. (teman-teman mencari contoh sendiri)

b. Konveksi atau aliran
Pengertian/ definisi konveksi merupakan perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai juga dengan perpindahan partikel - partikel zat tersebut. Konveksi terjadi oleh sebab perbedaan massa jenis zat. Teman-teman bisa memahami peristiwa konveksi, antara lain:
1) Pada zat cair oleh sebab adanya perbedaan massa jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem aliran air panas.
2) Pada zat gas oleh sebab perbedaan tekanan udara, contohnya adalah terjadinya angin darat dan angin laut, sistem pada ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin di dalam ruangan dipasang AC/ kipas angin dari pada suhu yang berada di luar ruangan, dan cerobong asap pabrik.

c. Radiasi atau pancaran
Pengertian radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.
Pada saat pramuka, teman-teman akan membuat api unggun, dan teman-teman akan merasa hangatnya api tersebut. Bagai mana hangatnya api unggun tersebut sampai ke badan teman-teman? Kalor yang teman-teman terima dari nyala api unggun adalah dikarenakan oleh energi pancaran. Alat yang dipakai untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau energi pancaran kalor disebut termoskop.

Manfaat Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari

Di bawah ini contoh penerapan perpindahan kalor secara radiasi yang ada di dalam kehidupan sehari-hari.
a. Pada saat siang hari yang suhunya panas, orang akan lebih suka untuk memakai baju yang warnnya cerah daripada memakai baju yang warnanya gelap. Tujuannya adalah supaya mengurangi penyerapan kalor.

b. Cat mobil/ motor dibuat dengan cat yang mengkilap supaya mengurangi penyerapan kalor.

c. Memakai jaket yang tebal atau memakai selimut yang tebal pada waktu suhu udara dingin, maka badanmu akan lebih terasa nyaman. Udara adala termasuk isolator yang baik.

d. Termos
Dinding termos dilapisi perak. Tujuannya adalah untuk mencegah terhadap hilangnya kalor secara radiasi. Ruang hampa antara dinding kaca pada termos memiliki tujuan untuk mencegah perpindahan kalor secara konveksi.

*) Semua Materi IPA SMP Kelas 7 dapat dilihat di : Rangkuman Materi Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII



Artikel www. Aanwijzing.com : Ayo membaca...!!! Lainnya :

Copyright © 2016 Aanwijzing.com | Google.com | Google.co.id | Design by Bamz | Powered by Blogger.