Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang kalor. Yang meliputi pengertian kalor, kalor jenis, rumus kalor, kapasitas kalor dan perpindahan kalor yang dibahas dengan lengkap dan ringan. Agar lebih detailnya silakan simak ulasan dibawah ini dengan seksama.
Mari kita bahas pengertian kalor terlebih dahulu dengan seksama.
Definisi Kalor
Kalor merujuk pada salah satu bentuk energi yang dapat mengalir dari satu objek ke objek lainnya sebagai akibat dari perbedaan suhu di antara keduanya. Ketika dua objek dengan suhu yang berbeda bertemu, kalor akan bergerak dari objek yang memiliki suhu lebih tinggi ke objek yang memiliki suhu lebih rendah.
Sebagai contoh, saat kita mencampurkan air dingin dengan air panas, akibatnya kita akan mendapatkan air hangat. Namun, banyak orang yang belum memahami perbedaan antara suhu dan kalor. Suhu adalah ukuran yang dapat diukur menggunakan termometer, sedangkan kalor adalah energi yang mengalir dari satu objek ke objek lainnya.
Rumus dan Satuan Kalor
Adapun rumus dan satuan kalor yaitu, satuan kalor adalah kalori (kal) atau joule (J). Kalori yaitu banyaknya kalo yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air agar suhunya menjadi 1 oC. 1 kalori = 4,2 joule. 1 Joule = 0,24 kalori
Rumus Kalor yaitu:
Q = m . c . ∆T
Dengan keterangan:
Q = Kalor (J)
M = Masa benda (kg)
c = Kalor Jenis (J Kg oC)
∆T= Perubahan suhu (oC)
Pengaruh Kalor pada Perubahan Benda
Kalor memiliki kemampuan untuk mengubah suhu zat
Pada dasarnya, setiap benda dengan suhu di atas nol mutlak memiliki kandungan kalor. Kandungan ini akan menentukan suhu benda tersebut. Ketika benda tersebut dipanaskan, kalor ditambahkan ke benda tersebut, sehingga suhunya meningkat. Sebaliknya, ketika benda tersebut didinginkan, kalor dilepaskan dan suhunya menurun.
Kalor juga dapat mengubah wujud zat
Beberapa benda, ketika menerima kalor dalam jumlah tertentu, akan mengalami perubahan wujud. Sebagai contoh, ketika es dipanaskan (diberi kalor), es padat tersebut akan berubah menjadi air (wujud cair), dan jika pemanasan terus dilakukan, air tersebut akan berubah menjadi uap. Titik di mana zat berubah bentuk menjadi zat cair atau titik lebur benda.
Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor
Dalam penelitian, ditemukan bahwa jika dua benda yang berbeda diberikan kalor dengan jumlah yang sama, maka suhu yang dihasilkan juga akan berbeda. Sebagai contoh, jika minyak dan air dipanaskan dengan suhu yang sama, minyak akan mengalami perubahan suhu dua kali lebih besar daripada air.
Hal ini disebabkan oleh perbedaan kalor jenis yang dimiliki oleh masing-masing benda. Kalor jenis suatu benda adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 kilogram massa benda tersebut sebesar 1 derajat Celsius. Satuan kalor jenis adalah kalori per gram Celsius atau dalam sistem internasional dinyatakan dalam joule per kilogram Celsius. Kalor dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
Keterangan:
Q = Kalor (Joule)
m = Massa benda (kilogram)
c = Kalor Jenis (Joule per kilogram Celsius)
ΔT = Perubahan suhu (Celsius)
Sementara itu, kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu suatu zat sebesar 1 derajat Celsius. Jika kalor Q menghasilkan perubahan suhu sebesar t, maka kapasitas kalor dapat dirumuskan sebagai berikut
Perpindahan Panas
Panas akan berpindah dari benda dengan suhu tinggi ke benda dengan suhu rendah. Ada tiga jenis perpindahan panas yang dapat terjadi, yaitu:
Perpindahan Panas melalui Konduksi
Perpindahan panas melalui suatu bahan penghantar (misalnya logam) tanpa perpindahan permanen partikel bahan tersebut. Ketika salah satu ujung logam dipanaskan, panas akan merambat ke ujung lainnya karena terjadi konduksi panas dari suhu tinggi ke suhu rendah.
Ketika salah satu ujung logam dipanaskan, partikel di ujung tersebut akan bergetar dan mempengaruhi partikel yang terhubung dengan mereka. Sebagai hasilnya, semua partikel logam akan bergetar meskipun hanya satu ujung yang dipanaskan. Ini merangsang perpindahan panas.
Perpindahan Panas melalui Konveksi
Perpindahan panas melalui suatu medium yang disertai perpindahan bagian-bagian medium tersebut. Konveksi dapat terjadi pada cairan dan gas. Ada dua jenis perpindahan panas melalui konveksi, yaitu:
Konveksi Alami
Konveksi alami terjadi karena adanya gaya apung tanpa faktor eksternal, yang disebabkan oleh perbedaan kepadatan bahan. Misalnya, ketika air dipanaskan, partikel air yang panas akan naik ke atas menjauhi sumber panas dan digantikan oleh partikel air yang lebih dingin. Proses ini menghasilkan penyebaran panas yang merata.
Konveksi Paksa
Konveksi paksa terjadi karena adanya faktor eksternal (seperti tekanan) yang memaksa perpindahan panas. Dalam konveksi paksa, panas dipaksa menuju tempat yang diinginkan dengan bantuan faktor eksternal, seperti tekanan. Misalnya, pada kipas angin yang menghembuskan udara dingin ke tempat yang hangat, atau sistem pendingin radiator pada mobil.
Dengan adanya perpindahan panas melalui konduksi dan konveksi, energi panas dapat disalurkan dari benda dengan suhu tinggi ke benda dengan suhu rendah, menciptakan keseimbangan suhu yang lebih merata.
Perpindahan Panas melalui Radiasi
Perpindahan panas melalui radiasi adalah proses di mana panas dapat berpindah tanpa menggunakan medium perantara. Perbedaan utama dengan konduksi dan konveksi adalah bahwa dalam radiasi, pertemuan langsung antara dua benda tidak selalu diperlukan karena panas dapat dipancarkan ke segala arah. Misalnya, ketika kita berada di dekat sumber api dari berbagai sudut, kita masih bisa merasakan kehangatan dari api tersebut. Contoh lain adalah panas matahari yang mencapai Bumi dan planet lainnya.
Pencegahan Perpindahan Panas
Perpindahan panas melalui konveksi, konduksi, dan radiasi dapat dicegah dengan mengisolasi ruangan. Sebagai contoh, penggunaan termos untuk menjaga suhu air agar tetap panas dengan mencegah perpindahan panasnya.
Kalorimeter
Kalorimeter terdiri dari dua wadah yang terbuat dari tembaga, di mana jenis kalor dari wadah tersebut belum diketahui. Wadah kecil diletakkan di dalam wadah yang lebih besar. Untuk mencegah kontak langsung antara kedua wadah, sekat isolasi seperti gabus ditempatkan di antara keduanya. Isolasi ini berguna untuk mempertahankan panas yang ada di dalam kalorimeter agar tidak keluar dan juga mencegah panas dari luar masuk.
Secara umum, penutup yang digunakan biasanya terbuat dari kayu, yang juga berfungsi sebagai isolator yang baik. Biasanya terdapat dua lubang pada kalorimeter, yang satu untuk memasukkan termometer dan yang lainnya untuk pengaduk. Saat sampel logam dimasukkan ke dalam kalorimeter, tidak perlu mengaduk air di dalamnya agar sistem mencapai kesetimbangan termal dengan cepat. Pengaduk terbuat dari bahan yang sama dengan wadah kalorimeter.
Demikianlah penjelasan tentang Perpindahan Panas, Jenis, Rumus, Kapasitas, dan Pencegahannya. Semoga artikel ini dapat menambah pengetahuan dan pemahaman kalian. Terima kasih telah mengunjungi dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.
Referensi: sambellayah.com