Apa Itu Kalor?

Dalam ilmu fisika, kalor adalah energi panas yang dapat berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Jadi, jika ada dua benda dengan suhu berbeda didekatkan atau bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan panas atau energi, yaitu kalor. Perpindahan kalor dari benda satu ke benda lainnya ini bisa berupa hantaran (konduksi), penyinaran (radiasi), maupun aliran (konveksi).

Sebagai contoh, ketika kamu mencampurkan kopi panas dengan susu dingin dari kulkas maka campuran minuman ini akan menjadi hangat, karena panas dari kopi merambat ke dalam susu dingin. Selain itu, ketika kamu menyentuh gelas dari kopi susu tersebut, kamu pun juga akan merasakan hangat. Yap, kalor pun juga berpindah dari air kopi susu ke gelas dan kemudian dari gelas ke tangan kamu.

Berarti kalor ini juga bisa disebut dengan suhu dong, Minco?

Oh tentu tidak bestie…., ingat ya, suhu dan kalor itu berbeda! Kalo suhu itu ukuran dari panas dan dinginnya suatu benda yang dapat diketahui dari termometer, berbeda halnya dengan kalor yang merupakan energi yang mengalir dari benda dengan suhu lebih tinggi (panas) ke benda dengan suhu yang lebih rendah (dingin). Tidak hanya itu saja, satuannya pun berbeda antara suhu dan kalor. Masih ingat nggak satuan dari suhu kemarin apa? Yap betul, satuan dari suhu adalah derajat Celcius (⁰C) atau Kelvin (K), sedangkan satuan kalor adalah Joule (J) atau kal (Kalori) untuk makanan.

Perlu kamu ketahui, jika suhu suatu benda tinggi maka kandungan kalor di dalamnya pun sangat besar. Namun, jika suhu bendanya rendah berarti kalor yang dikandungnya hanya sedikit. Jadi, dapat disimpulkan bahwa besar kecilnya kalor pada suatu benda atau zat tergantung dari tiga faktor, yaitu

• Massa zat,
• Jenis zat (kalor jenis), dan
• Perubahan suhu.

Oh ya satu lagi, kalor juga bisa menaikkan maupun menurunkan suhu lho, Teman KOCO. Jadi, semakin besar kenaikan suhu, maka kalor yang diterima pun akan semakin banyak. Begitu pula sebaliknya, jika kenaikan suhunya kecil, maka kalor yang diterima juga menjadi sedikit. Artinya, hubungan kalor (Q) akan berbanding lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu (∆T), jika massa (m) dan kalor jenis zat ( c) suatu benda itu tetap.  

Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Seperti yang sudah Minco spill di atas, kalor jenis menjadi salah satu faktor penyebab munculnya kalor. Nah, sebenarnya apa sih itu kalor jenis? Jadi, kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhu 1 ⁰C. Sederhananya, kalor jenis adalah kemampuan suatu benda/zat dalam melepas atau menerima kalor.

Masing-masing benda/zat mempunyai kalor jenis yang berbeda-beda, misalnya ketika kamu memanaskan minyak dan air dengan suhu yang sama. Maka akan terjadi perubahan suhu pada minyak yang lebih besar daripada air. Hal ini disebabkan karena kedua zat mempunyai kalor jenis yang berbeda ketika disandingkan.

Lalu, apa itu kapasitas kalor Minco? Nah, kalo kapasitas kalor ini merupakan jumlah kalor yang dibutuhkan atau diserap untuk menaikkan suhu zat benda tertentu menjadi 1 ⁰C. Dalam percobaan, untuk menentukan kalor jenis suatu zat, kamu bisa menggunakan alat ukur khusus yaitu kalorimeter atau jika kamu ingin menghitung kalor dari suatu zat kamu bisa melihat tabel kalor jenis dari beberapa zat di bawah ini.

Rumus Kalor

Nah, sekarang kamu sudah mulai paham kan dengan kalor, kalor jenis, dan kapasitas kalor? Okey, kalo gitu kita lanjut ke pembahasan tentang rumus dari kalor. Fyi, ada beberapa rumus kalor yang harus kamu pahami, di antaranya yaitu:

Kalor jenis dan kapasitas kalor

Seperti yang sudah kamu ketahui, kalor jenis ini menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, maka akan semakin besar pula kemampuan benda tersebut dalam menyerap kalor. Untuk menghitung kalor jenis, kamu bisa menggunakan rumus perpindahan zat, yaitu:

Keterangan:

• c = Kalor jenis suatu zat (Jkg^-10C^-1)
• m = Massa zat (kg)
• ΔT = Perubahan suhu (K)
• Q = Banyak kalor yang diterima atau dilepas (J)

Sedangkan, untuk menghitung kapasitas kalor kamu bisa menggunakan rumus berikut ini:

Keterangan:

• C = Kapasitas kalor (JK^-1)
• c = Kalor jenis suatu zat (Jkg^-10C^-1)
• m = Massa zat (kg)
• ΔT = Perubahan suhu (K)
• Q = Banyak kalor yang diterima atau dilepas (J)

Perubahan wujud zat

Kalor yang diterima atau dilepaskan suatu zat dapat mengakibatkan pada perubahan wujud suatu zat. Penerimaan kalor akan meningkatkan suhu dan dapat mengubah wujud zat dari padat menjadi cair atau cair menjadi gas. Sedangkan pelepasan kalor dapat menurunkan suhu atau merubah wujud dari cair menjadi padat atau gas menjadi cair.

Ketika sedang berubah wujud, walaupun terdapat pelepasan atau penyerapan kalor tetapi tidak digunakan untuk menaikkan atau menurunkan suhu. Kalor ini disebut Kalor laten atau L. Kalor laten adalah kalor yang dibutuhkan benda untuk mengubah wujudnya per satuan massa. Rumus yang bisa kamu gunakan adalah:

Keterangan:

• L = kalor laten (Jkg^-1)
• Q = kalor yang dibutuhkan saat perubahan wujud (J)
• m = massa zat (kg)

Azas Black

Dalam materi ini, kamu juga perlu mengetahui tentang asas Black yaitu suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas Black berbunyi “Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yangsuhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah”.

Energi selalu 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.

Keterangan:

• m₁ = massa benda 1 yang suhunya tinggi (kg)
• m₂ = massa benda 2 yang suhunya rendah (kg)
• c₁ = kalor jenis benda 1 (J/kg⁰C)
• c₂ = kalor jenis benda 2 (J/kg⁰C)
• T₁ = suhu mula-mula benda 1 (⁰C atau K)
• T₂ = suhu mula-mula benda 2 (⁰C atau K)
• T_c = suhu akhir atau suhu campuran (⁰C atau K)

Jenis Kalor

Selain rumus, kamu juga perlu memahami tentang jenis-jenis kalor yang dikategorikan berdasarkan proses bekerjanya pada zat tertentu. Berikut adalah beberapa jenis kalor, di antaranya yaitu:

• ∆Hf (kalor pembentukan) → Dibutuhkan untuk membuat 1 mol senyawa dalam unsurnya. Contohnya seperti C₁₂, O₂, Br₂, dan H₂.
• ∆Hd (kalor penguraian) → Dibutuhkan untuk mengurai 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur lain.
• ∆Hc (kalor pembakaran) → Diperlukan untuk membakar 1 mol zat untuk unsur maupun senaywanya.
• ∆Hn (kalor netralisasi) → Dibutuhkan untuk membentuk 1 mol H₂O dari reaksi antara asam dan basa.
• ∆Hs (kalor pelarutan) → Dibutuhkan untuk melarutkan 1 mol zat yang awalnya padat menjadi larutan.

Bagaimana, Teman KOCO? Sudah mulai paham kan dengan materi kali ini? Pelajari juga materi tentang jenis perpindahan kalor agar pengetahuan kamu makin luas!

Kalau kamu ada pertanyaan, langsung tulis di kolom komentar, ya. Kamu juga bisa mencoba mengerjakan tugas terkait topik ini di Kelas BesTie lho!

Kamu juga bisa mendownload rangkuman materi gratis atau bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star.   

Yuk, dapatkan semua aksesnya dengan klik banner di bawah ini!