MAKALAH "KALOR"

BAB I

PENDAHULUAN

A.        Latar Belakang

Kalor adalah suatu energi yang mudah diterima dan mudah sekali dilepaskan sehingga dapat mengubah temperatur zat tersebut menjadi naik atau turun. Kalor juga bisa berpindah dari satu zat ke zat yang lain melalui medium atau perantara. Misalkan, dua buah zat yang memiliki temperatur berbeda dicampurkan pada sebuah wadah. Maka temperatur kedua benda tersebut akan menjadi sama.

Asas Black adalah sebuah dalil fisika mengenai kalor yang di kemukakan oleh ilmuwan Skotlandia. Nama hukum ini diambil dari nama seorang ilmuwan Inggris sebagai penghargaan atas jasa-jasanya, yakni Joseph Black. Kalor jenis adalah sifat zat yang menunjukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat bermassa 1 kg sebesar 1°C atau 1 K. Kalor merupakan suatu bentuk energi. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan alat-alat yang terbuat dari kertas, plastik, karet, lilin, kayu, alumunium, bahkan bahan yang terbuat dari besi dan baja. Ada benda yang bersifat konduktor dan ada pula yang bersifat isolator.

BAB II

PEMBAHASAN

A.        Pengertian Kalor

Kalor adalah suatu energi yang mudah diterima dan mudah sekali dilepaskan sehingga dapat mengubah temperatur zat tersebut menjadi naik atau turun. Kalor juga bisa berpindah dari satu zat ke zat yang lain melalui medium atau perantara. Ternyata Kalor adalah bentuk energi yang tidak dapat dilihat ataupun terlihat. Dan ternyata Energi kalor juga dapat berubah menjadi bentuk energi lain, seperti cahaya, gerak, listrik, kimia dan lain-lain.

Misalkan, dua buah zat yang memiliki temperatur berbeda dicampurkan pada sebuah wadah. Maka temperatur kedua benda tersebut akan menjadi sama. Besarnya temperatur akhir berada di antara temperatur awal kedua zat tersebut. Pada gejala ini, kalor berpindah dari temperatur tinggi ke temperatur yang lebih rendah hingga mencapai temperatur setimbangnya.

Pada 1850, untuk pertama kalinya Joule menggunakan sebuah alat yang di dalamnya terdapat beban-beban yang jatuh dan merotasikan sekumpulan pengaduk di dalam sebuah wadah air yang tertutup. Dalam satu siklus, beban-beban yang jatuh tersebut melakukan sejumlah kerja pada air tersebut dengan massa air adalah m dan air tersebut mengalami kenaikan temperature sebesar Dt . Percobaan ini menerangkan tentang adanya energi yang menyebabkan timbulnya kalor dalam siklus tersebut.

Kalor dapat didefinisikan sebagai proses transfer energi dari suatu zat ke zat lainnya dengan diikuti perubahan temperatur.

B.        Asas Black

Asas Black adalah sebuah dalil fisika mengenai kalor yang di kemukakan oleh ilmuwan Skotlandia. Kalor adalah energi yang dipindahkan dari benda yang memiliki temperatur tinggi ke benda yang memiliki temperatur lebih rendah sehingga pengukuran kalor selalu berhubungan dengan perpindahan energi. Energi adalah kekal sehingga benda yang memiliki temperatur lebih tinggi akan melepaskan energi sebesar QL dan benda yang memiliki temperatur lebih rendah akan menerima energi sebesar QT dengan besar yang sama. Secara matematis, pernyataan tersebut dapat ditulis sebagai berikut.

Rounded Rectangle :Qlepas=Qterima

Persamaan (7–15) menyatakan hukum kekekalan energi pada pertukaran kalor yang disebut sebagai Asas Black. Nama hukum ini diambil dari nama seorang ilmuwan Inggris sebagai penghargaan atas jasa-jasanya, yakni Joseph Black (1728–1799).

Pengukuran kalor sering dilakukan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Jika kalor jenis suatu zat diketahui, kalor yang diserap atau dilepaskan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan temperatur zat tersebut. Ketika menggunakan persamaan ini, perlu diingat bahwa temperatur naik berarti zat menerima kalor, dan temperatur

turun berarti zat melepaskan kalor.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Salah satu bentuk kalorimeter, Kalorimeter ini terdiri atas sebuah bejana logam dengan kalor jenisnya telah diketahui. Bejana ini biasanya ditempatkan di dalam bejana lain yang agak lebih besar. Kedua bejana dipisahkan oleh bahan penyekat, misalnya gabus atau wol. Kegunaan bejana luar adalah sebagai pelindung agar pertukaran kalor dengan lingkungan di sekitar

kalorimeter dapat dikurangi.

Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat dicampurkan di dalam kalorimeter, air di dalam kalorimeter perlu diaduk agar diperoleh temperatur merata dari percampuran dua zat yang suhunya berbeda. Batang pengaduk ini biasanya terbuat dan bahan yang sama seperti bahan bejana kalorimeter. Zat yang diketahui kalor jenisnya dipanaskan sampai temperatur tertentu. Kemudian, zat tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi air dengan temperatur dan massanya yang telah diketahui. Selanjutnya, kalorimeter diaduk sampai suhunya tetap.

C.        Kalor Jenis

Kalor jenis adalah sifat zat yang menunjukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat bermassa 1 kg sebesar 1°C atau 1 K. temperatur yang sama, ternyata setiap benda akan menyerap energi kalor dengan besar yang berbeda. Misalnya, terdapat empat buah bola masing-masing terbuat dari aliminium, besi, kuningan, dan timah. Keempat bola ini memiliki massa sama dan ditempatkan di dalam suatu tempat yang berisi air mendidih. Setelah 30 menit, keempat bola akan mencapai kesetimbangan termal dengan air dan akan memiliki temperatur yang sama dengan temperatur air. Kemudian, keempat bola diangkat dan ditempatkan di atas kepingan parafin. Bola aluminium dapat melelehkan parafin dan jatuh menembus parafin. Beberapa sekon kemudian, bola besi mengalami kejadian yang sama.

Bola kuningan hanya dapat melelehkan parafin sebagian, sedangkan bola timah hampir tidak dapat melelehkan parafin. Keempat bola tersebut menyerap kalor dari air mendidih, kemudian memindahkan kalor tersebut pada parafin sehingga parafin meleleh.

Oleh karena setiap benda memiliki kemampuan berbeda untuk melelehkan parafin, setiap bola akan memindahkan kalor dari air ke parafin dengan besar yang berbeda. Kemampuan yang dimiliki setiap benda ini berhubungan dengan kalor jenis benda tersebut. Kalor jenis suatu benda dapat didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg suatu zat sebesar 1K.

Kalor jenis menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut untuk menyerap kalor. Secara matematis, kalor jenis suatu zat dapat dituliskan sebagai berikut.

Rounded Rectangle: Q= c m DT

Pengertian :

c          = kalor jenis suatu zat (J/kg K),

Q         = kalor (J),

m         = massa benda (kg), dan

DT       = perubahan temperatur (K).

D.        Satuan kalor

Satuan kalor adalah joule (J) yang diambil dari nama seorang ilmuwan yang telah berjasa dalam bidang ilmu Fisika, yaitu James Joule. Satuan kalor lainnya adalah kalori. Hubungan satuan joule dan kalori, yakni 1 kalori = 4,184 joule.

E.        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.

F.        Penguapan

Penguapan 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.

G.        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.  

H.        Perpindahan Kalor

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

1.      Pengertian Konduksi

Konduksi 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.      Pengertian 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.      Pengertian 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.

I.         Konduktor dan isolator

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan alat-alat yang terbuat dari kertas, plastik, karet, lilin, kayu, alumunium, bahkan bahan yang terbuat dari besi dan baja. Ada benda yang bersifat konduktor dan ada pula yang bersifat isolator. Benda-benda yang termasuk konduktor misalnya: aluminium, besi, dan baja.

Sedangkan benda-benda yang termasuk isolator misalnya: kertas, plastik, karet, lilin, dan kayu. Memasak air akan lebih cepat mendidih bila menggunakan alat/wadah yang terbuat dari logam, karena logam merupakan penghantar panas (konduktor) yang baik. Bandingkan jika menggunakan alat/wadah yang terbuat dari tanah liat. Begitu pula tangkai atau pegangan alat masak atau alat penggorengan, biasanya menggunakan kayu atau karet. Sebab, kayu dan karet merupakan benda penyekat panas (isolator) yang baik atau penghantar panas yang kurang baik.

Dari uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik di sebut konduktor, sedangkan benda yang tidak dapat menghantarkan panas dengan baik disebut isolator.

§  Mengidentifikasi Benda Isolator dan Konduktor

Dari sekian banyak benda yang ada di bumi ini, tentunya kita dapat membedakan benda-benda yang terbuat dari benda isolator dan konduktor.

a)        Wajan dan panci

Alat dapur yang sering berhubungan dengan api, menggunakan sifat konduktor dan isolator panas. Bagian benda yang menempel pada api terbuat dari bahan konduktor misalnya logam. Sedangkan benda yang digunakan sebagai pegangan umumnya terbuat dari isolator untuk menyekat panas.

b)        Setrika

Alat listrik ini mengubah energi listrik menjadi energi panas. Panas yang dihasilkan digunakan untuk merapikan pakaian. Agar panasnya sampai dari kabel listrik ke pakaian maka pada alas atau bagian bawah setrika dibuat dari bahan logam. Sedangkan bagian pegangan setrika terbuat dari plastik yang bersifat isolator.

c)        Jaket

Jaket terbuat dari bahan kain yang bersifat isolator. Pada saat suhu udara dingin, jaket akan menahan panas yang ada dalam tubuh keluar. Dengan demikian, kita akan tetap merasa hangat. 

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.

BAB III

PENUTUP

A.        Kesimpulan

Kalor adalah suatu energi yang mudah diterima dan mudah sekali dilepaskan sehingga dapat mengubah temperatur zat tersebut menjadi naik atau turun. Kalor dapat didefinisikan sebagai proses transfer energi dari suatu zat ke zat lainnya dengan diikuti perubahan temperatur.

Satuan kalor adalah joule (J) yang diambil dari nama seorang ilmuwan yang telah berjasa dalam bidang ilmu Fisika, yaitu James Joule. Satuan kalor lainnya adalah kalori. Hubungan satuan joule dan kalori, yakni 1 kalori = 4,184 joule.

Asas Black adalah sebuah dalil fisika mengenai kalor yang di kemukakan oleh ilmuwan Skotlandia, Joseph Black. Black menyatakan: “Jumlah kalor yang dilepaskan oleh suatu zat bersuhu lebih tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh suatu zat bersuhu lebih rendah.”

Q Lepas = Q Terima

                Kalor jenis adalah sifat zat yang menunjukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat bermassa 1 kg sebesar 1°C atau 1 K. Kalor jenis suatu benda dapat didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg suatu zat sebesar 1K. Rumus Kalor jenis adalah

Q = c m DT

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. Penguapan adalah peristiwa berubahnya zat dari zat cair menjadi zat gas. Penguapan pada zat cair terjadi karena terdapat kalor yang diterima. Perubahan suhu adalah perbedaan suhu akhir dengan suhu awal suatu zat yang harus dihitung setelah beberapa waktu.

Kalor merupakan suatu bentuk energi. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Radiasi adalah peristiwa berpindahnya  kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium.

Konduktor, Yakni benda yang mudah menghantarkan kalor/panas secara konduksi, contonya itu seperti aluminium, besi, dan raksa. Isolator, yakni benda-benda yang sukar/sulit menghantarkan kalor/panas, contohnya itu seperti kayu, kaca, plastik, udara, dan air.