Pastikan sebelumnya sudah membaca Materi Wujud Zat dan Perubahannya | Kelas 7 terlengkap (2) karena materi ini lanjutan dari artikel sebelumnya
Kalor dan Peranannya
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah.
1. Kalor dalam Mengubah Wujud Zat dan Suhu Suatu Benda
a. Kalor dan Perubahan Suhu Zat
Kalor merupakan salah satu bentuk energi, maka satuan kalor adalah joule. Pada kehidupan sehari-hari kalor sering juga dinyatakan dalam satuan kalori. Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air hingga suhunya naik 1 °C. Hubungan antara joule dan kalori dinyatakan sebagai berikut.
Semakin besar kalor yang diberikan pada suatu zat, semakin besar kenaikan suhunya.
Semakin besar massa suatu zat, semakin besar kalor yang diperlukan untuk memanaskan zat tersebut.
Kalor yang diberikan pada suatu zat sebanding dengan kalor jenis zat tersebut.
Jika dituliskan dalam bentuk persamaan matematika, diperoleh hubungan sebagai berikut.
Tidak semua zat memiliki kemampuan yang sama dalam menyerap kalor. Hal ini terbukti bahwa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu alkohol sebesar 1 °C lebih kecil daripada kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 °C. Artinya, alkohol lebih cepat panas daripada air. Nah, kemampuan untuk menyerap kalor ditentukan oleh sifat dari suatu zat dinamakan kalor jenis. Jadi, kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat sebesar 1 °C. Secara matematis, kalor jenis didefinisikan sebagai berikut.
Satuan internasional dalam sistem MKS untuk kalor jenis adalah J kg-1 °C-1. Satuan kalor jenis suatu zat dapat juga dituliskan dalam kalori per gramoCelsius. Sebagai contoh, dalam sistem MKS kalor jenis air adalah 4.200 J kg-1 °C-1. Hal ini berarti bahwa kalor yang diperlukan untuk menaikkan 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Nah, tahukah kamu kalor jenis zat-zat lainnya? Kalor jenis beberapa zat dapat kamu lihat pada Tabel 3.5.
Contoh
Kapasitas kalor
Kapasitas kalor didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 °C atau 1 K. Secara matematis kapasitas kalor dirumuskan:
b. Kalor dan Perubahan Wujud Zat
es batu mengalami perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa ini dinamakan mencair. Setelah menjadi air, kemudian air tersebut diberi kalor, kamu dapat mengamati bahwa air juga mengalami perubahan wujud. Perubahan wujud yang dialami air ketika diberikan kalor adalah dari zat cair menjadi zat gas. Peristiwa ini dinamakan menguap.
Menyublim adalah peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Pada peristiwa menyublim, zat padat memerlukan kalor. Adapun mengkristal adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi padat. Pada peristiwa menyublim, zat gas melepaskan kalor. Ciri dari perubahan wujud yang memerlukan kalor adalah terjadinya kenaikan suhu. Sedangkan ciri dari perubahan wujud yang melepaskan kalor adalah terjadinya penurunan suhu.
Penguapan dan Pengembunan
Untuk mempercepat proses penguapan dapat dilakukan caracara seperti berikut.
a) Memperluas Permukaan
b) Mengurangi Tekanan pada Permukaan
c) Memanaskan atau Menaikkan Suhu Zat
d) Meniupkan Udara di Atas Permukaan
Pendidihan
Ketika kamu memanaskan air, suhu air tersebut akan bertambah. Pada suhu tertentu, keseluruhan zat cair tersebut mengalami penguapan (tidak hanya di permukaan air) sehingga gelembung-gelembung uap terjadi di dalam seluruh zat cair. Peristiwa ini dinamakan pendidihan.
Berdasarkan penelitian, untuk menguapkan 1 kg air pada suhu 100 °C diperlukan kalor sebanyak 2.260.000 J. banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair pada titik didihnya dinamakan kalor uap (U). Satuan kalor uap adalah Joule per kg. Secara matematis banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan zat cair pada titik didihnya dituliskan sebagai berikut.
Untuk mempercepat proses penguapan dapat dilakukan caracara seperti berikut.
a) Memperluas Permukaan
b) Mengurangi Tekanan pada Permukaan
c) Memanaskan atau Menaikkan Suhu Zat
d) Meniupkan Udara di Atas Permukaan
Pendidihan
Ketika kamu memanaskan air, suhu air tersebut akan bertambah. Pada suhu tertentu, keseluruhan zat cair tersebut mengalami penguapan (tidak hanya di permukaan air) sehingga gelembung-gelembung uap terjadi di dalam seluruh zat cair. Peristiwa ini dinamakan pendidihan.
Berdasarkan penelitian, untuk menguapkan 1 kg air pada suhu 100 °C diperlukan kalor sebanyak 2.260.000 J. banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair pada titik didihnya dinamakan kalor uap (U). Satuan kalor uap adalah Joule per kg. Secara matematis banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan zat cair pada titik didihnya dituliskan sebagai berikut.
Peristiwa membeku merupakan kebalikan dari peristiwa mencair. Membeku adalah proses perubahan wujud dari zat cair menjadi zat padat. Kalor yang diperlukan untuk mencairkan 1 kg zat padat menjadi 1 kg zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang dilepaskan pada saat 1 kg zat cair membeku menjadi 1 kg zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku.
Secara matematis, banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan zat padat pada titik leburnya adalah sebagai berikut.
