KALOR

Pada tau nggak apa itu Kalor???

A. Definisi Kalor

Jika dua buah benda yang berbeda suhunya disatukan, benda yang memiliki suhu lebih rendah akan naik suhunya. Benda yang memiliki suhu lebih tinggi akan mengalami penurunan suhu. Pada akhirnya, suhu kedua benda akan sama. Apa yang menyebabkan kejadian tersebut? Para ilmuwan meyakini bahwa ada suatu zat yang terkandung dalam setiap benda yang dinamakan kalor. Para ahli fisika pada saat itu seperti Count Rumford, Julius Meyes, James P. Joule, Herman von Helmholtz, serta L.A. Colding dapat membuktikan bahwa kalor bukanlah suatu zat, melainkan suatu bentuk energi

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dipindahkan oleh benda yang memiliki suhu lebih tinggi ke benda yang memiliki suhu lebih rendah. Namun, penting untuk diperhatikan bahwa kalor tidaklah harus berhubungan dengan kenaikan suhu benda. Kalor dapat juga mengubah wujud suatu benda pada suhu yang tetap, misalnya pada peristiwa air mendidih.

Kalor energi yang dipindahkan melintasi batas suatu sistem yang disebabkan oleh perbedaan temperatur sistem dan lingkungannya. suatu sistem tidak menyimpan panas, tapi menyimpan energi dan kalor merupakan energi yang sedang mampir. ini seringkali disebut dengan perpindahan kalor. kalor didefnisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suuatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Sampai pada abad ke semibilan belas orang percaya bahwa kalorik adalah suatu zat bahan (material substance) yang terdapat pada setiap benda dan setiap benda yang bersuhu lebih tinggi mempunyai kalorik yang lebih banyak daripada benda lainnya yang bersuhu lebih rendah. Bila dua benda mempunyai suhu yang berbeda disentuhkan, benda yang kaya akan kalorik akan memberikan sebagian kaloriknya kepada benda yang kurang kaloriknya akhirnya kedua benda tersebut akan mempunyai suhu yang sama. Akan tetapi konsep kalor sebagai sebuah zat yang jumlah seluruhnya konstan tidak mendapat dukungan eksperimen. Namun demikian kita masih dapat menjelaskan bahwa ada “sesuatu” yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Sesuatu ini disebut kalor. Jadi dapat kita definisikan bahwa kalor adalah sesuatu yang dipindahkan dari sistem ke sekelilingnya akibat perbedaan suhu. Berkat penelitian yang dilakukan oleh Rumford dan Joule ditemukan bahwa kalor adalah sebuah bentuk energi bukan sebuah zat.

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda bersentuhan. Pengertian kalor berbeda dengan suhu. Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda, sedangkan kalor adalah ukuran banyaknya panas. Istilah kalor berasal dari kata caloric, yang pertama kali diperkenalkan oleh Antoine Laurent Lavoiser (1743 - 1794), seorang ahli kimia dari Prancis. Oleh para ahli kimia dan fisika saat itu, kalor dianggap sebagai zat alir yang tidak terlihat oleh mata. Kalor mempunyai pengaruh terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud zat. Alat untuk mengukur besarnya kalor disebut kalorimeter.

Perjanjian tanda

Jumlah energi yang dipindahkan dari sistem ke lingkungannya akibat perbedaan suhu ini diberi symbol Q. Perpindahan kalor masuk ke dalam sistem atau dikatakan sistem menyerap kalor diberi tanda positif. Sedangkan perpindahan kalor keluar sistem atau dikatakan sistem melepas/membuang kalor diberi tanda negative.

Q > 0, sistem menyerap kalor

Q < 0, sistem melepas kalor

Penggunaan anak panah untuk menggambarkan perpindahan energi secara skematis dalam suatu sistem akan sangat membantu. Arah anak panah menyatakan arah perpindahan kalor dan kerja, energi ditambahkan/diambil ke/dari sistem.

Perjanjian tanda untuk perpindahan kalor adalah berkebalikan dengan tanda yang digunakan untuk kerja. Q negative dan W positive menyatakan kalor dan kerja keluar dari sistem menuju lingkungan.

Satuan kalor

Satuan kalor didefinisikan dalam bentuk perubahan suhu dari massa air yang ditentukan. 60^o BTU didefinisikan sebagai jumlah panas yang mengalir pada 1 lbm air jika pada tekanan 1 atm suhu bertambah dari 59,5^oF ke 60,5^oF, selanjutnya ditulis BTU saja. Sedang 15^o kalori didefinisikan sebagai jumlah kalor yang mengalir pada 1 gram air jika pada tekanan 1 atm suhu bertambah dari 14,5^oF ke 15,5^oF dan ditulis kalori saja.

Usaha mekanis yang dilakukan pada suatu benda dapat diubah menjadi kalor oleh gesekan. Tara kalor mekanis didefinisikan sebagai perbandingan usaha yang dinyatakan dalam satuan mekanis ft-lb atau joule, terhadap kalor yang dinyatakan dalam Btu atau kalori.

Satuan kalor ditetapkan dengan nama kalori (kal). Energi kalor dapat berubah menjadi energi mekanik atau sebaliknya. Oleh karena itu, terdapat hubungan antara satuan energi kalor (kalori) dengan satuan energi mekanik (joule). Hubungan ini ditemukan oleh James Prescott Joule (1818 - 1889), seorang ilmuwan berbangsaan Inggris. Hubungan tersebut adalah 1 kilokalori = 4,186 x 10^3 joule. Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik 1 derajat celsius. Perhitungan James Prescott Joule sampa sekarang masih berlaku.

B. Asas Black

Ternyata Asas Black itu adalah sebuah dalil fisika mengenai kalor yang di kemukakan oleh ilmuwan Skotlandia, Joseph Black  pada tahun (1728-1799). Black menyatakan:
“Jumlah kalor yang dilepaskan oleh suatu zat bersuhu lebih tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh suatu zat bersuhu lebih rendah.”

C. Kalor Jenis (c)

Kalor jenis itu adalah sifat zat yang menunjukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat bermassa 1 kg sebesar 1°C atau 1 K.

D. Kapasitas Kalor (c)

Pengertian Kapasitas kalor hampir sama dengan pengertian kalor jenis yaitu sifat zat yang menunjukan banyaknya kalor yang dibutuhkan, cuma bedanya pada satuan massanya, kalau kalor jenis itu untuk menaikan suhu zat bermassa 1 kg sebesar 1°C atau 1 k dan kalau kapasitas kalor itu untuk menaikkan suhu zat sebesar 1°C atau 1 K.

E. Kalor Laten (L)

Kalor laten itu adalah banyaknya kalor yang diperlukan dan dilepaskan oleh 1 kg atau 1 g zat agar dapat mengubah wujudnya.

F. Kalor Uap

Kalor uap adalah banyaknya kalor per satuan massa yang diberikan pada zat di titik didihnya agar wujud zat cair berubah menjadi wujud gas seluruhnya pada titik didih tersebut.

G. Penguapan

Penguapan itu adalah peristiwa berubahnya zat dari zat cair menjadi zat gas.

Penguapan pada zat cair terjadi karena terdapat kalor yang diterima. Contohnya itu kayak, air yang di panaskan terus-menerus akan menguap berubah menjadi uap air yang termasuk wujud  gas. Berikut ini adalah Beberapa cara untuk mempercepat dalam proses  penguapan adalah:

1.    menaikkan suhu (pemanasan) zat cair,

2.    memperluas permukaan zat cair,

3.    mengalirkan udara di atas permukaan zat cair,

4.    mengurangi tekanan di atas permukaan zat cair.

H. Perubahan Suhu

Perubahan suhu adalah perbedaan suhu akhir dengan suhu awal suatu zat yang harus dihitung setelah beberapa waktu. Perubahan suhu terjadi karena kalor yang dilepaskan atau diserap dari atau ke lingkungan di sekitar zat tersebut berada.

I. Perubahan Wujud

Perubahan wujud zat adalah suatu peristiwa berubahnya wujud zat karena akibat pengaruh dari suatu perubahan suhu dan tekanan. Zat yang mengalami perubahan suhu dan tekanan yang melampaui titik tripelnya maka zat tersebut akan berubah wujudnya. Setelah ditelaah/diteliti ternyata ada tiga macam prubahan dari wujud zat, yaitu padat, cair, dan gas. 

Titik tripel zat adalah titik suhu dan tekanan tertentu di mana suatu zat dalam keadaan kesetimbangan dalam fase padat, cair, dan gas. Artinya, pada titik tripel, suatu zat dapat berwujud padat, cair, dan gas sekaligus pada saat yang sama.

Perubahan  wujud   pada  zat  dapat dijelaskan sebagai berikut.

1.    Padat ke gas

Kapur barus jika dibiarkan di tempat terbuka pada suhu kamar (25°C) lama-kelamaan akan habis.   Kapur barus mengalami proses yang disebut menyublim sehingga berubah dari wujud padat menjadi wujud gas. Kapur barus yang menyublim menyerap kalor sehingga jika gas kapur barus menyentuh dinding atau langit-langit yang dingin dapat berubah kembali menjadi kristal kapur barus. Peristiwa ini disebut menghablur (menyublim).

2.    Gas ke cair

Jika uap air didinginkan pada tekanan normal maka akan berubah menjadi air. Proses ini disebut mengembun. Sebaliknya, jika air dipanaskan dengan tekanan normal maka akan berubah wujud menjadi uap air. Proses ini disebut menguap. Uap air yang didinginkan akan melepaskan kalor, sedangkan air yang dipanaskan akan menyerap kalor.

3.    Padat ke cair

Jika es dipanaskan pada tekanan normal akan berubah wujud menjadi air. Proses ini disebut mencair. Sebaliknya, jika air didinginkan pada tekanan normal akan berubah wujud menjadi es. Proses ini disebut membeku. Es yang dipanaskan akan menyerap kalor, sedangkan air yang didinginkan akan melepaskan kalor.

J. Perpindahan Kalor

Kalor merupakan suatu bentuk energi. Ada tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

1.  Konduksi

Konduksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konduksi biasanya dapat terjadi pada zat padat seperti berbagai jenis logam dan gelas. Contohnya seperti ini, jika salah satu ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lain juga akan terasa panas karena kalor/panas merambat di dalam logam.

2.    Konveksi

Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. 

Perpindahan partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan gas. berikut ini adalah Contoh dari peristiwa konveksi kalor sebagai berikut.

a.    Pada siang hari, permukaan Bumi di daratan lebih cepat panas daripada lautan, mengapa..??   

karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di

atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena

tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi

udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan

laut inilah yang disebut angin laut.

b.    Ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor akan

menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke atas

hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada

massa air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian

atas akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya

ditinggalkan massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus

hingga seluruh massa air di dalam panci itu mendidih.

3.    Radiasi 

Radiasi adalah peristiwa berpindahnya  kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium. Radiasi terjadi misalnya pada pancaran sinar Matahari ke Bumi dan panas (rasa hangat) yang kita rasakan ketika sedang berada di dekat api unggun atau perapian.

K. Konduktor dan isolator

Berdasarkan kemampuanya dalam menghantarkan kalor/panas,benda-benda itu dibagi menjadi 2 macam/golongan, yaitu :

1. Konduktor, Yakni benda yang mudah menghantarkan kalor/panas secara konduksi, contonya itu seperti aluminium, besi, dan raksa

2. Isolator, yakni benda-benda yang sukar/sulit menghantarkan kalor/panas, contohnya itu seperti kayu, kaca, plastik, udara, dan air

DAFTAR PUSTAKA

-      Khuriati, Ainie. 2007. Termodinamika. Yogyakarta:Graha Ilmu.

- http://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-kalor-apa-itu-kalor.html ( Di Akses Sabtu, 7 Maret 2015, Jam  20:27  )

- http://fisikanesia.blogspot.com/2013/03/apa-itu-kalor.html  ( Di Akses Sabtu, 7 Maret 2015, Jam  20:31  )

- http://klikbelajar.com/umum/pengertian-kalor-dan-perambatannya/   ( Di Akses Sabtu, 7 Maret 2015, Jam  20:38  )