PENGARUH KALOR TERHADAP PERUBAHAN SUHU DAN PERUBAHAN WUJUD BENDA

A.     Pengertian Kalor

Pada permulaan abad 19 kalor dianggap sebagai zat yang dapat mengalir. Namun melalui eksperimen Benjamin Thompson dia menemukan bahwa kalor merupakan suatu bentuk energy, bukan suatu zat.

Joule menyatakan usaha, sedangkan kalori menyatakan satuan kalor. Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air agar suhunya naik 1 0C.

1 kal = 4,2 J      atau     1 J = 0,24 kal

B.      Pengaruh kalor terhadap benda

1. Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor merupakan energy yang diterima atau dilepaskan oleh sebuah benda. Kalor yang diterima benda dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan pada sebuah benda maka suhu benda tersebut bertambah. Sedangkan benda yang melepaskan kalor suhunya akan turun.

1. Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Perubahan wujud zat dapat terjadi karena benda menerima kalor atau karena benda melepaskan kalor.

1. Perubahan wujud dari padat menjadi cair dan sebaliknya

Benda padat berubah menjadi cair bila menerima kalor, sebaliknya benda cair berubah menjadi benda padat bila melepaskan kalor.

1. Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya

Benda cair berubah menjadi benda gas bila mendapat kalor, sebaliknya benda gas berubah menjadi benda cair bila melepaskan kalor.

1. Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya

Benda padat berubah menjadi benda gas bial mendapat kalor, sebaliknya benda gas berubah menjadi benda padat bila melepaskan kalor.

C.      Penguapan

Partike benda cair tidak dapt meninggalkan benda cair begitu saja, karena terhalang  oleh lapisan permukaan zat cair. Partikel dapat meninggalkan permukaan benda cair bila dapat menerobos permukaan benda cair itu banyak, maka benda cair dikatakan menguap. Factor-fakor yang dapat mempercepat penguapan yaitu:

1. Memanaskan benda cair
2. Memperluas permukaan benda cair
3. Mangalirkan udara kering di permukaan benda cair
4. Mengurangi tekanan udara di permukaan benda cair

D. Mendidih

Mendidih tidak sama dengan menguap, menguap hanya terjadi  pada permukaan cairan dan berlangsung pada berbagai suhu, sedangkan mendidih terjadi pada seluruh bagian cairan dan berlangsung pada suhu dan tekanan tertentu. Cairan dikatakan mendidih  bila terbentuk gelembung uap pada seluruh bagian cairan. Suhu ketika cairan berubah wujud menjadi uap air disebut titik didih. Pada proses pemanasan air pada suhu sekitar 1000C mulai muncul gelembung uap air. Suhu air terus bertahan pada suhu 100 0C hingga seluruh air berubah menjadi uap air.

Factor yang mempengaruhi titik didih

Titik didih cairan bergantung pada tekanan di atas permukaan cairan. Bila cairan mendapat tekanan, maka volum cairan menjadi lebih kecil sehingga cairan sulit mendidih. Berarti  titik didih cairan menjadi lebih tinggi. Bila tekanan dikurangi maka cairan mudah mendidih. Titik didih air berkurang sekitar 1 0C untuk tiap kenaikan 300 m dari permukaan laut.

E.      Melebur dan membeku

Es  melebur atau mencair pada suhu  0 0C, air juga membeku menjadi es pada suhu 0 0C. Titik lebur  suatu benda sama dengan titik bekunya.

1. Perubahan volum ketika benda melebur dan membeku

Umunya volum cairan  berkurang ketika membeku dan bertambah pada saat melebur. Namun tidak pada air, yang disebut gejala anomaly air, dimana es batu akan mengapung saat berada di air sedangakan massa air sama dengan massa es batu itu berarti volume es lebih besar daripada volum air.

1. Pengaruh tekanan terhadap  titik lebur

Tekanan mempengaruhi titik lebur benda. Bila tekanan pada benda padat besar, maka titik leburnya akan turun.

F.       Persamaan kalor

Q = m . c . Δt               dengan Q = kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu

m = massa benda        c = kalor jenis              Δt = perubahan suhu

1. Kalor jenis dan kapasitas kalor

Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 0C.

Tabel Kalor jenis beberapa zat padat

Zat	Kalor jenis (c) J/kg0C
Timbal	128
Emas	129
Raksa	140
Tembaga	400
Besi	460
Baja	500
Kaca	700
Beton	800
Aluminium	900
Es	2100
Eter	2190
Alkohol (etil)	2500
Air (150C)	4200

Kapasitas kalor dirumuskan sebagai berikut:

C = m . c                      dengan satuan J/0C atau kal/0C

1. Kalor uap dan kalor embun

Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap disebut kalor uap. Kalor uap tergolong kalor laten karena tidak menaikkan suhu zat cair, melainkan hanya mengubah wujud zat cair mnejadi uap. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = m U

Banyaknya kalor yang dilepaskan 1 kg gas ketika berubah menjadi zat cair disebut kalor embun. Menurut hasil eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan, didapatkan bahwa kalor uap sama dengan kalor embun. Kalor embun juga merupakan kalor laten.

1. Kalor lebur dan kalor beku

Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 1 kg zat padat menjadi zat cair disebut kalor lebur. Kalor uap tergolong kalor laten karena tidak menaikkan suhu zat padat, melainkan hanya memperbesar jarak antar partikel. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = m L

Banyaknya kalor yang dilepaskan 1 kg zat cair ketika berubah menjadi zat padat disebut kalor beku. Menurut hasil eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan, didapatkan bahwa kalor ebur sama dengan kalor beku

G.     Peralatan yang memanfaatkan sifat kalor

Kulka

Otoklaf

Alat penyuling air

H.     Asas Black

Joseph Black berdasarkan atas serangkaian eksperiemn yang dilakukannya menemukan bahwa: “ kalor yang dilepas oleh suatu benda sama dengan kalor yang diterima oleh benda lain.”