Pada umumnya benda-benda disekitar kita akan memuai jika terkena panas atau dipanaskan, sehingga untuk memasang sesuatu seperti kaca, rel kereta api, dan kabel harus direnggangkan. Karena jika tidak maka kaca akan pecah, rel kereta api akan bengkok, dan kabel akan putus karena pemuaian. Hal-hal tersbut adalah contoh dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan kalor. Apakah kalor itu? Untuk lebih jelasnya, mari kita simak penjelasan-penjelasan berikut ini.
Kalor
Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda panas menuju benda dingin. Alat untuk mengukur kalor disebut kalorimeter.
1 kalori = 4,2 Joule
1 Joule = 0,24 kalori
Kalor jenis
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg benda sebesar 1 K.
Q=m.c.∆T
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg°C atau J/kg K)
∆T = Takhir – Tawal = perubahan suhu °C atau K
Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda sebesar satu derajat.
C = Q/∆T atau C=m.c
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan (J)
C = kapasitas kalor (J/°C atau J/K)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg°C atau J/kg K)
∆T = Takhir – Tawal = perubahan suhu °C atau K
Kalor Laten
Kalor laten adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk merubah wujud benda tapi tidak merubah suhu benda.
1. Kalor lebur Q = m.L
2. Kalor uap Q = m.U
Q = kalor untuk meleburkan zat (J)
L = kalor lebur (J/kg)
U = kalor uap (J/kg)
m = massa zat (kg)
Perhatikan gambar di bawah!
Hitung kalor yang diperlukan untuk mengubah es –XoC menjadi uap y0C adalah?
Q1 = kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu es -X°C menjadi es 0°C
Q1 = mes.ces. ∆T
Q2 = kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud es 0°C menjadi air 0°C
Q2 = m.L
Q3 = kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu air 0°C menjadi air 100°C
Q3 = mair.cair. ∆T
Q4 = kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud air 100°C menjadi uap 100°C
Q4 = m.U
Q5 = kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu uap 100°C menjadi uap y°C
Q5 = muap.cuap. ∆T
Untuk menghitung banyaknya kalor yang diperlukan yaitu
Qtotal= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5
Azas black
Bunyi azas Black: "Bila dua benda yang suhunya berbeda dicampurkan, maka akan terjadi pertukaran kalor"
Perubahan wujud zat
Perpindahan kalor
Perpindahan kalor ada tiga yaitu:
a. Konduksi (hantaran)
Perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan zat perantaranya.
Ex = perpindahan kalor pada batang logam
b. Konveksi (aliran)
Perpindahan kalor yang disertai perpindahan zat perantaranya. Hal ini terjadi pada zat perantara air maupun gas.
Ex = terjadinya ngin darat dan angin laut, air yang mendidih
c. Radiasi (pancaran)
Perpindahan kalor tanpa zat perantara (medium).
Zat yang memiliki permukaan berwarna hitam dapat menyerap kalor lebih banyak daripada zat yang berwarna putih atau mengkilat.
Ruang hampa berfungsi untuk menghambata perpindahan kalor secara konveksi dan konduksi. Contohnya pada termos.
Pemuaian
Pemuaian panjang
L1 = L0 (1+ α ∆T)
L1 = panjang akhir (m)
L0 = panjang mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang (/0C atau /K)
∆T = Takhir – Tawal = perubahan suhu °C atau K
Untuk menghitung pertambahan panjang (∆L) dengan menggunakan rumus :
∆L=L0.α.∆T
Pemuaian luas
A1 = A0 (1+ β ∆T) dengan β=2α
A1 = panjang akhir (m)
A0 = panjang mula-mula (m)
β = koefisien muai luas (/°C atau /K)
∆T = Takhir – Tawal = perubahan suhu °C atau K
Untuk menghitung pertambahan luas (∆A) dengan menggunakan rumus :
∆A = A0.β.∆T
Pemuaian volume
V1 = V0 (1+ γ ∆T) dengan γ=3α
L1 = panjang akhir (m)
L0 = panjang mula-mula (m)
γ = koefisien muai volume (/0C atau /K)
∆T = Takhir – Tawal = perubahan suhu °C atau K
Untuk menghitung pertambahan volume (∆V) dengan menggunakan rumus :
∆V = V0.γ.∆T
