KALOR DAN PERPINDAHAN KALOR

BAB 7

Pengertian KalorKalor

Adalah bentuk energi yang berpindah dari

benda yang suhunya tinggi ke benda

yang suhunya rendah ketika kedua

benda bersentuhan.

Satuan kalor adalah Joule (J)

atauJoulekalori 2,41 kaloriJoule 24,01

Pengaruh Kalor terhadap Suhu Zat

• Jika suatu zat menyerap kalor, maka suhu akan naik dan

Jika suatu zat melepas kalor, maka suhu akan turun

Air panas Es batu Air hangat

Faktor- faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang digunakan untuk menaikkan suhu :

Perhatikan percobaan sederhana berikut ini!

1. Disediakan:

Dari gambar diatas , untuk menaikkan suhu yang sama, pada bejana berapakah diperlukan kalor paling banyak?

Dapat disimpulkan : semakin banyak massa yang dinaikkan suhunya, semakin banyak kalor yang diberikan ( Q sebanding m)

2. Disediakan:

c = kalor jenis yaitu banyaknya kalor yang digunakan oleh 1 Kg zat untuk menaikkan suhu 1 C zat.

Dari gambar diatas , untuk menaikkan suhu yang sama, pada bejana berapakah diperlukan kalor paling banyak?

Dapat disimpulkan : semakin besar kalor jenis zat, semakin banyak kalor yang diperlukan ( Q sebanding c)

3. Disediakan:

Dari gambar diatas , pada bejana berapakah diperlukan kalor yang lebih banyak ( sesuai dengan kenaikan suhu pada masing – masing bejana)?

Dapat disimpulkan : untuk menaikkan suhu yang lebih tinggi, diperlukan kalor yang semakin banyak ( Q sebanding kenaikan suhu ΔT)

Jumlah kalor (Q) yang diserap atau dilepaskanoleh suatu zat adalah

Dengan :Q = jumlah kalor (J atau kal)m = massa benda (kg)c = kalor jenis zat (J/kg oC)∆T = kenaikan suhu (oC atau K)

= suhu akhir – suhu awal ( T-To)

TmcQ .. Q:

c x m x ΔT

Contoh soal :

1. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mendidihkan 1 kg air jika suhu awalnya 25oC sampai 100oC dan kalor jenis air 4,2 x 103 J/kg oC?

Q

c

m To

T

Q:

m x c x ΔT

Penyelesaian :Diketahui :

Ditanya : Q = …?Jawab :

Jadi, jumlah kalor yang diperlukan 315 kJ

CT

CkgJxc

kgm

o

o

o25

/102,4

13

CCCTTT

CTooo

o

o

7525100

100

kJ

Jx

CxCkgJxkgx oo

315

10315

75)/102,4(13

3

TcmQ ..

Soal Contoh:

Sebuah sendok perak yang massanya 32 g didinginkan dari 60 oC menjadi 20 oC. Berapakah kalor yang dilepaskan oleh sendok itu?

Contoh soal lagi

Sebuah benda bermassa 45 kg membutuhkan kalor sebesar 180.480 J untuk menaikkan suhunya dari 28 oC menjadi 40 oC. Berapakah kalor jenis benda itu?

• Kalor jenisadalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1oC atau 1 KPersamaannya :

• Kapasitas kaloradalah kemampuan suatu zat menyerap kalor untuk menaikkan suhunya menjadi 1oC lebih tinggiPersamaannya :

atau

H = kapasitas kalor (J/oC)

Tm

Qc

.

T

QC

cmC .

Pengaruh Kalor terhadap Perubahan Wujud Zat

men

yubl

im

Gas

Padat CairMencair / melebur

Membeku

men

gkris

tal M

engembun

Menguap

• Perubahan wujud zat yang melepaskan kalor adalah

membeku

mengembun mengkristal

• Perubahan wujud zat yang memerlukan kalor adalah

Mencair / melebur menguap

menyublim

• Kalor latenadalah kalor yang dilepas atau diserap

pada saat perubahan wujud zat.Satuannya J/kg.

• Kalor laten terdiri dari 2, yaitu :a. Kalor lebur (L) = Kalor beku

atau

.

m

QL

LmQ .

• Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan

massa zat padat untuk mencair (melebur) pada titik leburnya

• Titik lebur adalah suhu zat ketika melebur.

• Kalor beku adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan

massa zat cair untuk membeku pada titik bekunya.

• Titik beku adalah suhu zat ketika membeku

Keterangan :

A – B : wujud es

B – C : wujud es dan air (proses melebur)

Titik lebur es = titik beku air = 0oC

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

b. Kalor Uap (U) = Kalor Embun

atau m

QU UmQ .

Kalor uapadalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa

zat cair untuk menguap pada titik didihnyaTitik didihadalah suhu zat ketika mendidih.Kalor embun adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa

gas untuk mengembun pada titik embunnya.Titik embunadalah suhu zat ketika mengembun

Keterangan :

C – D : wujud air

D – E : wujud air dan uap (menguap)

Titik uap air = titik embun uap = 100oC

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

54321 QQQQQQtotal

• Penguapan dapat dipercepat dengan cara:

a. Pemanasan (menaikkan suhu)

Contoh : menjemur

pakaian di

bawah sinar

matahari

b. Memperluas permukaan zat cair

Contoh :(a) Kopi panas dituangkan di atas cawan agar cepat dingin(b) pakaian basah dijemur dengan cara

direntangkan (diperluas permukaannya)

(a)(b)

c. Mengalirkan udara di atas permukaan zat cair atau mengurangi tekanan udara pada permukaan zat cair

Contoh :

Meniup minuman kopi panas

• Mendidih

Zat cair dikatakan mendidih jika gelembung-gelembung uap terjadi di seluruh zat cair dan dapat meninggalkan zat cair.

• Titik didih dipengaruhi oleh tekanan udara diatas permukaan zat cair dan jenis zat

Asas Black

• Asas Black berbunyi :“ Kalor yang diterima oleh suatu zat

sama dengan kalor yang dilepas oleh suatu zat”

terimalepas QQ

Contoh Soal:Air dingin bersuhu 20°C dengan massa 2000 gram dicampur dengan air panas bersuhu 90°C menghasilkan suhu akhir campuran 620C. Berapakah massa air panas (kalor jenis air 4.200 JKg-1 0C-1)? 

Contoh Soal:

Andi mempunyai air panas bersuhu 1000C sebanyak 4 Kg. Berapa banyak air dingin bersuhu 200C yang dibutuhkan untuk memperoleh air hangat bersuhu 520C jika kalor jenis air 4.200 JKg-1 0C-1?

Perpindahan Kalor

• Perpindahan kalor ada 3 cara, yaitu

1. Konduksi

2. Konveksi

3. Radiasi

Konduksi

• Konduksi

adalah perpindahan kalor melalui suatu

zat tanpa disertai perpindahan

partikel-partikel zat tersebut.

Contoh :

Memanaskan

logam

A

B

• Penghantar kalor yang baik disebut konduktor

Contoh :

besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam)

besi baja kuningan tembaga

• Penghantar kalor yang kurang baik/buruk disebut isolator

Contoh :

kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik

(jenis bukan logam)

Konveksi• Konveksi

adalah perpindahan kalor melalui zat

disertai perpindahan partikel-

partikel zat tersebut.• Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis

zat• Konveksi terjadi dalam zat cair dan gas

• Contoh :

1. Terjadinya angin laut

Angin laut terjadi pada siang hari

Terjadinya angin darat

Angin darat terjadi pada malam hari

2. sistem pendinginan mobil (radiator)

3. pembuatan cerobong asap

4. Lemari es

Radiasi• Radiasi (pancaran)

adalah perpindahan kalor tanpa zat

perantara (medium)

Contoh :

sinar matahari sampai ke bumi melalui radiasi

Permukaan hitam dan kusam merupakan

penyerap dan pemancar radiasi yang baik

Permukaan putih dan mengkilap merupakan

Penyerap dan pemancar radiasi yang buruk

Termoskop adalah alat yang digunakan untuk

mengetahui adanya pemancaran kalor

Pemanfaatan Kalor dalam kehidupan sehari-hari

1. Panci masakdari bahan konduktor

dari bahan isolator

mengkilap

2. Termos 3. Setrika