Mengapa kalor dapat mempengaruhi 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

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.

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.

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.

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.

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh benda. Secara umum, mengetahui adanya kalor yang dimiliki oleh benda dapat dilakukan dengan cara mengukur suhu benda tersebut. Jika suhu benda tinggi, kalor yang dikandung oleh benda juga besar. Sebaliknya, jika suhu benda rendah, kalor yang dikandung oleh benda juga kecil.

Kalor yang dimiliki oleh suatu benda bisa berubah-ubah. Bisa naik, bisa juga turun karena kalor dapat berpindah dari suhu  tinggi menuju suhu rendah.

Contoh bahwa kalor dapat  mengubah suhu benda: Air panas memiliki suhu tinggi. Air dingin memiliki suhu rendah.  Apabila kedua air dicampur, campuran itu akan menghasilkan suhu baru.

Suhu rendah akan meningkat    karena menerima panas yang bersuhu tinggi.

Ceritakan pengalamanmu saat melakukan percobaan.

Saat air dipanaskan, air yang semula dingin (bersuhu rendah) menerima panas dari Api melalui Cerek Air menerima panas, lama-kelamaan air menjadi Panas (suhu meningkat).

Kesimpulan

Makin Besar energi  panas  yang  diterima  air,  makin  besar  pula  kenaikan suhu pada air.

Ayo Mengamati

Ayo, amatilah peristiwa-peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan adanya perubahan suhu benda yang disebabkan kalor. Indentifikasi dengan cara menuliskan perubahan suhu benda yang disebabkan oleh kalor pada tabel berikut!

Peristiwa Perubahan Suhu karena Kalor

• Pandai besi yang sedang memanasi besi diatas bara api, besi yang awalnya bersuhu normal menjadi panas dan lembek.
• Esbalok lama – lama mencair terkena panas matahari
• Lilin menjadi panas dan mencair saat di bakar

Ayo Mencoba

Untuk  menyelidiki  bahwa  kalor  dapat  menyebabkan  perubahan  wujud  benda,  lakukan percobaan berikut!

Tujuan 

Mengamati Perubahan Wujud Benda

Alat dan Bahan 

Es Batu Mangkuk Palu/martil

Baca Juga :  Bagaimana cara mengasah kreativitas anak melalui pelajaran SBK?

Cara Kerja

1. Siapkan alat dan bahan.

2. Pecahkan es hingga berukuran kecil-kecil.

3. Letakkan beberapa potong es di mangkuk.

4. Letakkan es tersebut di bawah panas terik matahari.

5. Biarkan es selama lima menit.

6. Amatilah perubahan pada es.

Kesimpulan hasil percobaan 

potongan es yang sudah di pecah memakai martil dan diletakan didalam mangkuk, semua berubah mencadi air setelah diletakan dibawah terik matahari. Berarti kalor yang berasal dari matahari mampu mengubah benda padat ( es batu ) menjadi air.

Peristiwa perubahan wujud benda padat menjadi benda cair  karena adanya pemanasan disebut mencair.

Contoh lain peristiwa mencair sebagai bentuk perubahan wujud benda karena kalor atau panas adalah sebagai berikut.

1. Mentega dipanaskan.

2. Logam dipanaskan pada suhu tinggi.

3. Lilin dipanaskan.

Ayo Berlatih

Untuk menyelidiki terjadinya peristiwa mencairnya suatu benda yang  disebabkan oleh kalor atau panas, lakukan percobaan memanaskan mentega di atas kompor. Berhati-hatilah saat melakukan percobaan menggunakan kompor.

• Tuliskan prosedur percobaan seperti berikut.
• Judul Percobaan: Memanaskan Mentega di Atas Kompor
• Tujuan: Menyelidiki terjadinya peristiwa mencairnya suatu benda
• Alat dan Bahan: Mentega, Kompor, Panci
• Langkah Kerja: Meletakan mentega di atas panci kemudian nyalakan kompor.
• Kesimpulan: Setelah suhu memanas, mentega yang awalnya padat berubah menjadi cair

Banyak peristiwa di sekitar kita yang menunjukkan perubahan wujud benda karena kalor. Bahkan, di sekitar rumah, kamu akan menjumpai peristiwa itu.