Belajar Pintar Materi SMP, SMA, SMK

Daftar Materi

Bab 1

MATERI

Pendahuluan

Sobat Pintar! kita akan belajar tentang Kalor

Suhu menyatakan tingkat panas benda. Benda memiliki tingkat panas tertentu karena di dalam benda terkandung energi panas. Seperti telah kamu lakukan dalam kegiatan penyelidikan tersebut bahwa segelas air dan seember air yang bersuhu sama memiliki energi panas yang berbeda.

Untuk menaikkan suhu 200 g air, memerlukan energi panas yang lebih besar daripada 100 g air. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih besar mempunyai energi panas yang lebih besar pula.

Energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah disebut kalor.

Apakah satuan kalor?

Sebagai bentuk energi, dalam SI kalor mempunyai satuan joule (J). Satuan kalor yang popular (sering digunakan pada bidang gizi) adalah kalori dan kilokalori.

Tubuh kamu mengubah sebagian makanan menjadi energi panas. Energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam kilokalori, sering disingkat kkal atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal makanan sama dengan 1.000 kalori. Kita menggunakan kilokalori untuk makanan, karena kalori terlalu kecil untuk dipakai mengukur energi pada makanan yang dimakan (agar bilangan yang dikomunikasikan tidak terlalu besar).

Zat gizi makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau energi bentuk lain. Sebagian energi ini digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh. Saat kamu sedang kedinginan, kamu akan menggigil untuk mempercepat metabolisme tubuh sehingga suhu tubuh tetap terjaga. Setiap makanan kemasan harus tercantum kandungan energinya.

Kalor dan Perubahan Suhu Benda

Sobat pintar, kamu telah mengamati bahwa air jika diberi panas dari pembakar spiritus yang menyala, ternyata suhunya naik.

Secara umum, suhu benda akan naik jika benda itu mendapatkan kalor. Sebaliknya, suhu benda akan turun jika kalor dilepaskan dari benda itu. Air panas jika dibiarkan lama-kelamaan akan mendingin mendekati suhu ruang. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian kalor dilepaskan benda tersebut ke lingkungan.

Telah kamu ketahui pula bahwa kenaikan suhu oleh kalor dipengaruhi massa benda. Untuk menaikkan suhu yang sama, air bermassa 200 g memerlukan kalor yang lebih besar daripada air bermassa 100 g.

Apakah yang memengaruhi kenaikan suhu hanya jumlah kalor dan massa benda saja?

Ingat kembali, bahwa perubahan suhu pada skala Celcius sama dengan perubahan suhu pada skala Kelvin. Tabel dibawah menunjukkan kalor jenis beberapa bahan. Kamu dapat mengamati bahwa bahan yang berbeda memiliki kalor jenis yang berbeda pula.

Secara matematis, dapat ditulis seperti berikut.

Kalor pada Perubahan Wujud Benda

Yuk Sobat, kita akan beralih ke Kalor pada Perubahan Wujud Benda

Terjadinya perubahan wujud sering diamati dalam kehidupan sehari-hari. Contoh yang sering kamu jumpai, yaitu pada air mendidih kelihatan gelembunggelembung uap air yang menunjukkan adanya perubahan wujud dari air menjadi uap. Untuk mendidihkan air, diperlukan kalor. Jadi, untuk mengubah wujud zat cair menjadi gas diperlukan kalor.

Berdasarkan gambar diatas, tampak bahwa saat perubahan wujud tidak terjadi perubahan suhu. Kalor untuk mengubah wujud zat disebut kalor laten.

dengan:
Q = kalor yang dibutuhkan/dilepas untuk berubah wujud (J)
m = massa zat yang berubah wujud (kg)
L = kalor lebur atau kalor beku (J/kg)
U = kalor penguapan atau kalor pengembunan (J/kg)

Jawablah soal berikut ini!

Perbedaan antara kalor dan suhu adalah ….

A. Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu zat sedangkan Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu.
B. Suhu merupakan besaran pokok sedangkan kalor merupakan besaran turunan.
C. Suhu merupakan besaran vektor sedangkan kalor merupakan besaran skalar.
D. Suhu dan kalor dapat disebut dengan temperatur.

JAWABAN BENAR

Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu zat sedangkan Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu.

PEMBAHASAN

Suhu

Didefinisikan sebagai derajat kesetimbangtermalan benda atau juga dapat didefinisikan sebagai derajat panas atau dinginnya suatu benda.
suhu menunjukkan energi tiap partikel penyusun benda.
suhu tinggi menunjukkan bahwa benda cukup panas, suhu rendah menunjukkan bahwa benda cukup dingin.
suhu langsung dapat diukur menggunakan termometer.
satuan suhu : Celcius, Reamur, Fahrenheit, Kelvin.

Kalor

didefinisikan sebagai sebuah bentuk energi yang mengalir karna perbedaan suhu.
kalor mengalir dari suhu tinggi menuju suhu yang lebih rendah.
kalor bukan berarti benda harus panas, karena kalor dapat dibebaskan maupun diberikan kepada suatu benda. Sebagai contoh, benda membeku karena melepaskan kalor, benda mencair karena menerima kalor.
kalor dapat mengubah wujud benda.
kalor tidak dapat langsung diukur, namun dihitung. Kalor dipengaruhi oleh jenis benda, wujud benda, massa benda, dan perubahan suhu benda.
satuan kalor : kalori, joule.

Jawablah soal berikut ini!

Berapa kalor jenis dari air ?

A. 4180 J/Kg⁰C
B. 2000 J/Kg⁰C
C. 3480 J/Kg⁰C
D. 1480 J/Kg⁰C

JAWABAN BENAR

4180 J/Kg⁰C

PEMBAHASAN

Jawablah soal berikut ini!

Dalam sebuah percobaan, 100 gram air pada suhu 20^oC dipanaskan dengan menggunakan kalorimeter. Jika suhu air naik menjadi 40^oC dan kalor yang diberikan sebesar 5000 kalori, maka kalor jenis air adalah...

A. 1,0 kal/g^oC
B. 1,5 kal/g^oC
C. 2,5 kal/g^oC
D. 3,0 kal/g^oC

JAWABAN BENAR

2,5 kal/g^oC

PEMBAHASAN

Perhitungan kalor jenis (C) dapat menggunakan rumus berikut:
Q = m x C x delta T

Diketahui:
m = 100 gram (massa air)
delta T = 40^oC - 20^oC = 20^oC (perubahan suhu)
Q = 5000 kalori (kalor yang diberikan)

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:
5000 = 100 x C x 20

Selanjutnya, kita selesaikan persamaan tersebut untuk mencari nilai C:
C = 5000 / (100 x 20)
C = 2,5 kal/g^oC

Jawablah soal berikut ini!

Sebuah logam dengan massa 500 gram awalnya memiliki suhu 100^oC. Logam tersebut dimasukkan ke dalam air dengan massa 2000 gram yang awalnya berada pada suhu 20^oC. Setelah mencapai kesetimbangan termal, suhu kesetimbangan adalah 30^oC. Jika kalor yang hilang oleh logam sebesar 6000 kalori, maka kalor jenis logam tersebut adalah...

A. 0,10 kal/g^oC
B. 0,17 kal/g^oC
C. 0,21 kal/g^oC
D. 0,27 kal/g^oC