Pengertian Kalor dan Asas Black

Kalor merupakan bentuk energi yang dipindahkan karena adanya perbedaan temperatur atau suhu. Kalor biasanya diberi satuan dengan kalori. dimana 1 kalori sama dengan 4,18 joule. Besarnya kalor dipengaruhi massa zat, kalor jenis zat dan besarnya perubahan suhu. Artinya semakin besar massa zat, kalor jenis dan perubahan suhu semakin besar pula kalor yang ditimbulkan. Untuk mengukur kalor diperlukan alat yang disebut kalorimeter (lihat id.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter). Secara matematik besarnya kalor dapat dirumuskan sebagai berikut:

            Q   = m.c.Δt

dimana :

Q = besarnya kalor dalam kalori atau kilo kalori

m = massa benda dalam gram atau kilogram

c   = kalor jenis zat dalam kal/gram ^oC atau kkal/kg ^oC

Δt = perubahan suhu dalam ^oC

Pada kenyataanya untuk menaikkan suhu 1 ^oC dari benda benda yang bermassa sama diperlukan jumlah kalor yang berbeda beda. Hal ini disebakan masing-masing benda tersebut memiliki kalor jenis yang berbeda beda. Kalor jenis adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori panas (kalor) yang diperlukan untuk menaikkan suhu tiap satuan massa zat sebesar 1 derajat celcius. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

            c          = Q/ (m. Δt)

Selain kalor jenis dikenal juga istilah kapasitas kalor atau kapasitas panas. Kapasitas kalor ini merupakan bilangan yang menunjukkan jumlah kalor yang diserap oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya satu derajat. Secara matematik dapat kita tuliskan sebagai berikut.

            C         = m.c

Pada rumus di atas dapat kita lihat bahwa kapasitas kalor itu merupakan hasil perkalian antara massa zat dengan kalor jenis zat. Dengan demikian persamaan kalor bisa juga kita tuliskan sebagai berikut.

             Q   = C.Δt

Dimana C merupakan kapasitas kalor dalam satuan kal/^oC

Contoh soal

Berpakah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air yang volumenya 250 cm³ dari suhu 20^oC menjadi 35^oC? (kalor jenis air = 1 kal/gr ^oC)

Penyelesaian :

Dik :

            ρ          = 1 gr/cm³

            c air     = 1 kal/gr ^oC

            Δt        = 35 – 20 = 15 ^oC

            V         = 250 cm³

Dit :

            Q         = ..?

Jawab :

            Q         = m.c.Δt

           

Karena massa (m) air belum diketahui, maka harus dicari dulu dengan cara berikut.

m = V. ρ

                        = 250. 1

                        = 250 gram

            Q         = 250 . 1. 15

                        = 3750 kalori

Jadi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air tersebut sebesar 3750 kalori.

Asas Black

Menurut pengamatan Black tentang perubahan kalor ini menyatakan “jika dua macam zat yang berbeda suhunya dicampurkan (disentuhkan), maka zat yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor atau panas yang sama dengan banyaknya panas atau kalor yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah. Peryataannya ini dinyatakan dengan rumus matematik sebagai berikut.

            Q_P        = Q_S

Dimana :

            Q_P        = kalor yang dilepas

            Q_S        = kalor yang diserap

Contoh soal

Air yang sedang mendidih ( 100 ^oC ) dengan massa 1 kg dituangkan ke dalam bejana logam yang terbuat dari aluminium yang massanya 2 kg. Setelah tercapai keseimbangan temperatur akhir menjadi 75 ^oC. Berapakah temperatur mula – mula bejana tersebut? (c aluminium = 0,21 kal/gram ^oC).

Penyelesaian

Dik :

            m aluminium   = 2 kg  = 2000 gram

            m air                = 1 kg` = 1000 gram

Dit :

            Suhu awal aluminium (t) =..?

Jawab :

            Q serap            = Q lepas

            Q alm                          = Q air

            (m.c. Δt)alm                = (m.c. Δt)air

            2000 . 0,21 . (75 – t)   = 1000 . 1. (100 – 75)

            420 ( 75 – t )               = 1000 . 25

            31500 – 420t               = 25000

                        420t                 = 31500 – 25000

                                       t        = 6500 / 420

                                       t        = 15, 48 ^oC

Tweet

Subscribe to receive free email updates: