KALOR

BAB  II

KALOR

1.      Pengertian Kalor

Penggunaan istilah kalor pertama kali diperkenalkan oleh ahli kimia Prancis yang bernama Antoine Leurent Lavoiser (1743-1794). Dimana kalor diartikan sebagai fluida (zat cair), dan digunakan satuan kalor yaitu kalori. Dalam hal ini satu kalori adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik sebesar 1˚C.

Namun, teori tersebut tidak bertahan lama, karena James Prescott Joule (1818-1989) melakukan percobaan untuk menghitung jumlah energy mekanik yang ekivalen dengan kalor sebanyak satu kalori. Berdasarkan percobaan Joule tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energy. Joule menemukan kesetaraan antara satuan kalor (kalori) denan satuan energy (joule), yaitu:[1]

1 kalori = 4,2 joule                  atau                 1 joule = 0,24 kalori

Secara umum kalor adalah suatu jenis energy yang dapat menimbulkan perubahan suhu pada suatu benda. Secara alami kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, sehingga terjadi percampuran suhu dari kedua benda itu.[2]

2.      Pengaruh Kaor Terhadap Kenaikan Suhu Suatu Benda

Jika suatu benda diberikan kalor (panas), maka benda tersebut akan mengalami kenaikan suhu. Perubahan atau kenaikan suhu yang dialami oleh benda ketika ketika diberi kalor bergantung pada jumlah kalor yang diterima atau diserap oleh benda, dan jenis bendanya.

Semakin banyak kalor yang diterima oleh suatu benda maka kenaikan suhunya juga semakin besar. Sedangkan dalam kaitannya dengan jenis benda, beberapa benda hanya membutuhkan sedikit kalor untuk menaikan suhunya, dan beberapa jenis benda lain membutuhkan kalor yang cukup besar untuk menaikan suhunya sehingga mencapai nilai tertentu.

Dalam mekanisme pelepasan atau penyerapan kalor oleh suatu benda berlaku hokum kekekalan energy untuk kalor yang dinyatakan oleh Joseph Black, yaitu “kalor yang dilepaskan sama dengan kalor yang diterima”. Pernyataan ini dikenal dengan istilah asas Black. Jika kalor dinyatakan dengan symbol Q, maka pernyataan matematis mengenai asas Black adalah:

           

a.      Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1˚C atau 1K. [3] Misalnya banyaknya kalor adalah Q dan besarnya kenaikan suhu adalah     T, maka kapasitas kalor suatu benda (C) dapat ditentukan sebagai berikut:

Atau dapat ditentukan juga dengan cara ke2, jika yang diketahui adalah benda yang mempunyai massa m dan kalor jenis c mempunyai kapasitas kalor sebesar:

Keterangan:

C = kapasitas kalor

m = massa benda (Kg)

c = kalor jenis (J/Kg.K)

Karena dalam system SI satuan kalor adalah Joule dan satuan suhu adalah Kelvin, maka satuan kapasitas kalor adalah Joule/Kelvin (J/K).

b.      Kalor Jenis

Kalor jenis (c) adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 kilogram at sehingga suhunya naik 1˚C atau 1 K. Secara matemtis kalor jenis suatu zat dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

Keterangan: c = Kalor jenis

C = Kapasitas kalor

M = massa zat

Berdasarkan persamaan di atas, maka satuan kalor jenis SI adalah joule/kg/K.

Kalor jenis suatu zat menyatakan sifat termal zat terhadap kemampuannya menyerap kalor dan berdasarkan nilai besaran inilah, maka dapat memperkirakan kemampuan suatu zat dalam menyerap kalor. Berikut table kalor jenis pada beberapa zat.

Table Kalor Jenis Beberapa Zat Pda Suhu 20˚C dan Tekanan 1 atm

Jenis Benda	Kalor Jenis (c)
	J/kg Co	kkal/kg Co
Air	4180	1,00
Alkohol (ethyl)	2400	0,57
Es	2100	0,50
Kayu	1700	0,40
Aluminium	900	0,22
Marmer	860	0,20
Kaca	840	0,20
Besi / baja	450	0,11
Tembaga	390	0,093
Perak	230	0,056
Raksa	140	0,034
Timah hitam	130	0,031
Emas	126	0,030

c.       Pengukuran Kalor

Pengukuran jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh sebuah benda didasarkan oleh sebuah benda didasarkan pada perubahan suhu. Meskipun demikian, banyaknya kalor juga tergantung pada massa dan jenis zat. Jika dirumuskan secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

                                         

Keterangan:

Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan

m = massa zat (kg)

c = kalor jenis zat (J/kg˚C)

C = kapasitas kalor (J/˚C atauJ/K)

ΔT = perbedaan suhu (˚C atau K)

T₂ = suhu akhir (˚C atau K)

T₁ = suhu awal (˚C atau K)

Ketika suhu benda naik maka benda menyerap sejumlah kalor. Ketika suhu benda turun maka benda melepaskan sejumlah kalor.

Contoh soal

1.      Sebatang logam membutuhkan kalor sebanyak 2.500 joule agar mengalami kenaikan suhu sebesar 50˚C. hitunglah nilai kapasitas kalor tersebut!

2.      Suatu zat cair bermassa 500 gr dipanaskan dan mengalami kenaikan suhu sebesar 10˚C. jika kalor yang diberikan untuk pemanasan tersebut adalah 100 joule, tentukan kalor jenis zat cair tersebut!

3.      Sepotong besi dengan massa 1 Kg, suhu 25˚C, dipanaskan hingga mengalami kenaikan suhu menjadi 100˚C. jika diketahui jenis besi adalah 4,6 x 10² J/Kg˚C, berapa kalor yang akan diserap leh besi tersebut?

Penyelesaian:

1.      Berdasarkan persamaan  C ,

Q = 2.500 joule

ΔT = 50˚C

Jawaban: C

Jadi, nilai kapasitas kalor dari logam itu adalah 50 J/˚C.

2.      Dengan menggunakan persamaan kalor jenis diperoleh

jadi, kalor jenis zat cair tersebut adalah 20 J/Kg˚C

3.      Berdasarkan persamaan kalor jenis,

m = 1 kg

T₁ = 25˚C

T₂ = 100˚C

c = 4,6 x 10² J/Kg˚C

jawaban: Q = m. c. ΔT = (1). (4,6x10²). (100-25) = 34,5 kJ.

Jadi, kalor yang diserap besi tersebut sebesar 34,5 kJ atau 34.500 J

---

[1] Drs.Muslim,M.Ed, dkk, Konsep Dasar Fisika, (Bandung: UPI PRESS, 2008), halm 64

[2] Dewi Purnawati, Kalor dan Perpindahan Kalor, http://dewipurnawati1.weebly.com/uploads/7/3/1/6/7316436/bab_10_kalor_dan_perpindahan_kalor.pdf (Diakses tanggal 20 September 2014).

[3] Anonym, Kimia Bahanajar, http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0700746/entalpi1.htm (Diakses tanggal 20 September 2014)