Kalor dapat mengubah suhu suatu benda

Kalor dapat mengubah suhu suatu benda, sebagai contoh air panas memiliki suhu yang tinggi. Air dingin memiliki suhu yang rendah. Apabila kedua kondisi suhu tersebut dicampur, akan diperoleh suhu yang baru pada air. Perubahan suhu terjadi karena panas dari suhu air yang lebih tinggi berpindah ke air yang suhunya lebih rendah. Suhu rendah meningkat, karena menerima panas dari suhu tinggi. Panas yang bergerak dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah itu disebut kalor.

Advertisment

Kalor Dapat Mengubah Suhu Benda

Sewaktu air dipanaskan, air menerima energi panas dari api melalui cerek yang mewadahinya. Air menerima energi panas, ditandai dengan adanya kenaikan suhu. Semakin besar energi panas yang diterima air, semakin besar pula kenaikan suhu pada air.

Kalor dan Perubahan Suhu

Peristiwa itu menunjukkan semakin besar kalor yang diterima suatu benda, semakin besar pula kenaikan suhu pada benda tersebut. Pertambahan kalor sebanding dengan perpindahan panas dari api ke benda yang menerimanya, dan sebanding pula dengan kenaikan suhunya. Apabila banyaknya kalor dinyatakan dengan Q, dan perubahan suhu dinyatakan dengan DT (perubahan suhu), maka hubungan kalor dengan perubahan suhu dapat dinyatakan dengan persamaan :

Q ≈ ΔT

Dengan demikian, kalor merupakan salah satu bentuk energi, karena kalor adalah energi panas yang mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Kalor diukur dengan satuan kalori. Satu kalori yaitu banyaknya energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1°C pada 1 gram air. Air yang massanya 1.000 gram dinaikkan suhunya dari 24°C menjadi 25°C dibutuhkan energi sebesar 1.000 kalori.

Alat percobaan Joule

Sedangkan berdasarkan satuan SI, energi kalor dinyatakan dengan joule (J). Joule berasal dari percobaan James Prescott Joule, bahwa 1 kalori sebanding dengan 4,186 yang dibulatkan menjadi 4,2 joule (1 kalori = 4,2 joule) sehingga 1 joule itu sebanding dengan 4,2 kalori (1 joule = 4,2 kalori).

Jumlah Kalor yang Dibutuhkan untuk Menaikkan Suhu Zat

Setelah kita mengetahui perubahan suhu selama pemanasan sebagai salah satu faktor yang memengaruhi bayaknya kalor untuk menaikkan suhu suatu zat, maka dari kegiatan berikut ini kita akan memahami faktor lainnya.

Salah satu faktor banyaknya kalor ketika pemanasan air berupa peningkatan suhu

Ketika memanaskan air semakin lama waktunya semakin tinggi kenaikan suhunya, dan semakin tinggi suhunya semakin banyak pula energi kalor yang diperlukannya. Dengan demikian perubahan suhu berpengaruh terhadap banyaknya energi kalor yang diperlukan.

Selain perubahan suhu, ada dua faktor lagi yang dapat memengaruhi banyaknya energi kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat. Berikut ini uraian dua faktor yang lainnya itu.

Dari kegiatan yang sudah kita lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat cair dipengaruhi oleh jumlah zat cair. Semakin banyak zat cair maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat. Dengan demikian, kalor yang diperlukan lebih banyak.

Grafik perubahan suhu air dengan massa

Banyaknya benda yang dipanaskan pada umumnya dinyatakan dengan massa benda. Massa benda dilambangkan dengan m dengan satuan kilogram (kg). Maka, banyaknya kalor yang dibutuhkan (Q) sebanding dengan massa benda atau secara bentuk persamaannya :

Q ≈ m

Banyaknya kalor yang diperlukan antara air dan minyak goreng yang sama massanya akan berbeda. Minyak goreng akan lebih cepat panas dibandingkan air, sehingga kalor yang dibutuh-kan air intuk mencapai suhu tersebut, lebih banyak. Dengan demikian faktor ketiga yang memengaruhi jumlah kalor yang dibutuhkan adalah jenis zat.

Banyaknya kalor yang diperlukan setiap kilogram zat untuk menaikkan suhu satu Kelvin disebut kalor jenis. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhunya sebanding dengan kalor jenis benda itu. Kalor jenis dilambangkan dengan c, dan banyaknya kalor dengan Q, maka terbentuk persamaan :

Q = c

Besarnya kalor jenis pada beberapa zat berbeda-beda. Satuan kalor jenis dalam SI adalah joule per kilogram Kelvin (J/kg.K), atau dalam joule per kilogram derajat Celsius (J/kg°C). Besarnya kalor jenis pada beberapa zat dapat kita amati pada tabel berikut.

Kalor Jenis Beberapa Zat

Dengan demikian, kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu benda bergantung kepada massa (m) dengan satuannya kilogram (kg), kalor jenis (c) dengan satuannya J/kg.K atau J/kg °C, dan perubahan suhu (ΔT) dengan satuannya Kelvin atau °C. Hubungan antara banyaknya kalor (Q), massa benda (m), kalor jenis (c), dan perubahan suhu (ΔT) dapat dinyatakan dengan persamaan :

Q = m.c. ΔT

Selain dengan menggunakan rumus, untuk mengetahui banyaknya kalor yang diterima atau yang dilepaskan benda dapat menggunakan alat yang disebut kalorimeter.

Kalorimeter sederhana, alat untuk mengetahui banyaknya kalor yang diterima atau dilepaskan suatu benda.