Kalor : Energi Kalor dan Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII)

Kalor : Energi Kalor & Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas VII) ✓ Jika udara hambar maka kita akan memakai selimut & pada saat teman-teman memegang es akan terasa cuek, ikuti penjelasannya pada bagian kalor ini yg mana nantinya mampu menerangkan mengenai imbas kalor kepada : perubahan suhu benda, & perubahan wujud zat, aspek-aspek yg dapat mempercepat penguapan, banyaknya kalor yg dibutuhkan untuk dapat memaksimalkan suhu zat, & kalor yg diperlukan pada ketika mendidih & melebur, rumus besarnya kalor yg diperlukan, & menunjukan azas black.

Daftar Isi

1. Energi Kalor

• Perubahan Suhu Benda
• Perubahan Wujud Zat
• Faktor-faktor yg Mempengaruhi Penguapan
• Zat Mendidih dgn Suhu Tetap Asalkan Tekanan Udara Tidak Berubah
• Zat Melebur dgn Suhu tetap Memerlukan Kalor

2. Perpindahan Kalor

• Kalor Berpindah
• Manfaat Kalor dlm Kehidupan Sehari-hari

Kalor : Energi Kalor & Perpindahan Kalor (Pelajaran IPA Sekolah Menengah Pertama/ MTs Kelas VII)

Energi Kalor

Perubahan Suhu Benda

Pengertian kalor ialah sebuah bentuk energi yg dengan-cara alamiah dapat beralih dr benda yg mempunyai suhu tinggi menuju ke suhu yg lebih rendah pada ketika benda tersebut bersinggungan. Kalor pula mampu mengalami perpindahan dr suhu yg rendah menuju ke suhu yg lebih tinggi apabila dibantu dgn alat yakni berupa mesin pendingin. Untuk mampu menaikkan suhu sebuah benda maka banyaknya kalor yg diharapkan bergantung pada lamanya waktu pemanasan & massa zat. Ini mampu diartikan bahwa kian lama air dilakuka pemanasan, maka suhu air akan makin tinggi. Dengan demikian besarnya kalor yg diberikan pada suatu benda yakni sepadan dgn kenaikan suhu (Δt). Massa air yg makin besar, maka waktu yg diperlukan pula akan makin usang biar meraih suhu tersebut. Adapun besarnya kalor yg diberikan pula dipengaruhi oleh massa zat (m).

Mengapa yg diperlukan untuk mengoptimalkan suhu untuk liter air & 1 liter minyak goreng tak sama, Hal ini memberikan bahwa semakin besar kalor jenis suatu zat , maka akan semakin besar pula kalor yg diperlukan. Sehingga besarnya kalor yg diberikan untuk suatu benda akan sepadan dgn kalor jenis atau jenis zat (c).

Besarnya kalor (Q) yg dibutuhkan oleh sebuah benda akan seimbang dgn massa benda (m), bergantung pada kalor jenis (c), & pula akan sepadan dgn peningkatan suhu (Δt).

Sehingga rumus mampu ditulis sebagai berikut

Q = m x c x Δt

Keterangan
Q = kalor yg diharapkan atau dilepaskan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg⁰C)
Δt = kenaikan suhu (⁰C)
Δ = delta

Satuan kalor menurut Standa Internasional yakni joule (J). Terdapat satuan kalor yg mampu digunakan dlm kehidupan sehari-hari, misalnya kilokalori, kalori. Satu kalori bisa diartikan banyaknya kalor yg perlukan untuk setiap 1 gram air, sehingga suhunya akan naik 1⁰C. Sedangkan satu kilokalori diartikan selaku banyaknya kalor yg dibutuhkan untuk mengoptimalkan 1 kg air, sehingga suhunya akan naik 1⁰C.

Terdapat adanya kesetaraan antara satuan joule dangan satuan kalori yg sering dikenal dgn sebutan tara kalor mekanik.

1 kalori = 4,2 joule
1 kilokalori = 4.200 joule
1 joule = 0,24 kalori

Tabel Kalor jenis banyak sekali zat

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yg diperlukan oleh 1 kg zat sehingga suhunya naik sebesar 1⁰C.

Rumus matematis kalor jenis suatu zat mampu kita tuliskan sebagai berikut :

Sedangkan kapasitas kalor yaitu banyaknya kalor yg diperlukan oleh suatu benda sehingga suhunya naik 1⁰C.

Secara rumus matematis kapasitas kalor bisa kita tuliskan selaku berikut :

C = m x c

Karena :
Q = m x c x Δt maka, Q = C x Δt

Keterangan
Q = kalor yg dibutuhkan atau dilepaskan (J)
C = kapasitas kalor benda (J/⁰C)
Δt = kenaikan suhu (⁰C)
Δ = delta

Perubahan Wujud Zat

Berikut yaitu pergantian wujud yg terjadi pada zat, antara lain :

1) Mencair
Adalah pergeseran wujud zat padat menjadi cair. Pada waktu zat mencair membutuhkan energi kalor. Sebagai acuan ialah insiden mencair, antara lain: es dipanaskan, lilin dipanaskan dsb.

2) Membeku
Adalah pergantian wujud zat cair menjadi padat. Pada waktu zat membeku, maka zat akan melepaskan energi kalornya. Contoh dr peristiwa membeku antara lain: air yg didinginkan di bawah 0⁰C, lilin cair yg didinginkan, dsb.

3) Menguap
Adalah pergantian wujud zat cair menjadi gas. Pada waktu tersebut, zat akan membutuhkan energi kalor. Contohnya : minyak bacin, air dipanaskan hingga mendidih, dsb.

4) Mengembun
Adalah pergantian wujud zat gas menjadi cair. Pada ketika terjadi pengembunan zat akan melepaskan energi kalor. Contoh : gelas yg berisi es cuilan luarnya basah, titik air di pagi hari pada flora hijau, dsb

5) Menyublim
Adalah pergantian wujud zat padat menjadi gas. Pada saat proses penyubliman zat akan memerlukan energi kalor. Contohnya: kapur barus (kamper), obat hisap , dsb.

6) Mengkristal atau menghablur
Adalah pergantian wujud zat gas menjadi padat. Pada waktu pengkristalan zat akan melepaskan energi kalor. Contohnya : salju, gas yg didinginkan, dsb.

Energi kalor yg dibutuhkan untuk mengganti wujud zat disebut selaku kalor laten. Di kehidupan sehari-hari banyak kita dapatkan pergeseran wujud suatu benda, contonya pada saat kulit terkena bensin, maka kulit yg terkena akan terasa hambar, karena pada dikala itu bensin menguap yg mana akan memerlukan energi kalor, yg mana energi kalor tersebut didapatkan dr tubuh teman-teman.

Faktor-aspek yg Mempengaruhi Penguapan

Berikut yakni contoh beberapa zat yg gampang untuk menguap, contohnya spiritus, bensin, alkohol, dsb. Penguapan merupakan sebuah insiden bergerak keluarnya molekul–molekul dr permukaan zat cair. Beberapa cara mempercepat penguapan, yakni:

a. Memanaskan
Kita membandingkan penjemuran busana antara yg ditaruh di daerah yg teduh dgn yg terkena cahaya matahari dengan-cara langsung, maka yg akan cepat kering pakaiannya ialah yg berada di daerah yg terkena sinar matahari dengan-cara langsung. Hal ini menunjukkan bahwa air yg terkandung pada baju menjadi lebih singkat menguap.

b. Memperluas permukaan zat cair
Kita membandingkan minuman teh yg panas tetapi sebagian ada yg dituangkan di cawan, kemudian minumlah. Bandingkan lebih cepat yg mana yg mengalami pendinginan. Teh yg berada di cawan akan lebih singkat cuek apabila dibandingkan dgn yag berada di dlm gelas. Hal ini menawarkan bahwa penguapan air teh dlm cawan yg mempunyai permukaan lebih luas akan lebih singkat ketimbang penguapan yg berada di dlm gelas.

c. Meniupkan udara di atas permukaan zat cair
Terkadang kita melihat ibu-ibu yg sedang menyuapi anaknya ditiup apalagi dulu, ini supaya cepat menjadi acuh taacuh. Hal ini disebabkan oleh karena kuliner yg ditiup akan lebih cepat terjadi penguapan sehingga akan cepat menjadi dingin.

d. Mengurangi tekanan
Dengan cara memperkecil tekanan udara di  permukaan zat, akan mengakibatkan jarak antar molekul udara menjadi lebih besar. Hal ini mengakibatkan molekul-molekul yg berada pada permukaan zat cair akan berpindah ke udara yg berada di atasnya sehingga hal ini akan mempercepat proses penguapan.

Contoh insiden penguapan, contohnya:

• Merebus air.
• Menjemur pakaian yg lembap hingga menjadi kering.
• Penguapan gas freon yg berada di dlm lemari es.
• Alkohol ataupun spiritus yg diteteskan pada kulit mampu menguap.

Zat Mendidih dgn Suhu Tetap Asalkan Tekanan Udara Tidak Berubah

Zat cair yg dilakukan pemanasan hingga suhu tertentu akan mendidih. Penguapan yg terjadi di seluruh potongan permukaan zat cair disebut mendidih. Air pada suhu 100⁰C mulai mendidih & energi kalor yg ada tak lagi dipergunakan untuk memaksimalkan suhunya, tetapi untuk mengubah wujud zat yakni dr zat cair menjadi zatgas. Kondisi seperti ini berlaku untuk seluruh zat yg sedang mendidih. Titik didih yaitu suhu pada ketika zat cair mendidih. Pada tekanan udara wajar yaitu 76 cmHg, air akan mengalami titik didih di suhu 100⁰C. Apabila tekanan udara luar berganti, maka titik didihnya zat pula akan terjadi pergeseran. Hal ini mampu ditunjukkan bahwa pada tekanan udara luar kurang dr 76 cmHg air akan mendidih kurang dr 100⁰C.

Titik didih sebuah zat bisa diubah-ubah dgn berbagai macam cara misalnya dgn : tekanan ditambah maka titik didihnya akan naik, tekanan dikurangi, maka titik didihnya akan turun, & menambahkan ketidakmurnian zat maka titik didihnya naik. Alat yg mampu mendidihkan air di atas 100⁰C yakni otoklaf & pressure cooker.
Untuk mengganti wujud cair menjadi gas pada titik didihnya diperlukan energi kalor. Jumlah energi kalor yg dibutuhkan untuk mengubah 1 kg zat dr wujud cair menjadi gas pada titik didihnya dikenal dgn istilah kalor didih atau kalor uap.

Secara matematis dapat dituliskan :

Q = m x U

Keterangan
Q = energi kalor yg diperlukan ( J )
m = massa zat ( kg )
U = kalor didih atau kalor uap ( J/kg )

Pada saat terjadi penguapan zat maka memerlukan kalor, sedangkan pada dikala terjadi pengembunan gas akan melepaskan kalor hingga dgn menjelma cair. Jumlah kalor yg dilepaskan untuk mengubah 1 kg zat dr wujud uap menjadi cair pada titik embunnya disebut selaku kalor embun. Pengertian titik embun yakni suhu pada waktu zat gas mengembun.

Eksperimen yg telah dilaksanakan oleh para ilmuwan menciptakan pernyataan bahwa :

Kalor uap = kalor embun.

Titik didih & kalor uap beberapa zat

Zat Melebur dgn Suhu tetap Memerlukan Kalor

Pada waktu zat cair melebur yakni berubah wujud dr padat menjadi berubah menjadi cair membutuhkan kalor. Pada tekanan udara normal, es akan mengalami pergantian wujud zat dr zat padat menjadi zat cair pada suhu 0⁰C. Energi kalor yg dibutuhkan tak digunakan untuk menaikkan suhunya, tetapi digunakan untuk mengubah wujud zat yaitu dr padat menjadi cair. Suhu pada ketika zat padat melebur dinamakan titik lebur. Jika tekanan udara luar mengalami pergantian, maka titik leburnya zat akan mengalami perubahan juga. Hal tersebut bisa ditunjukkan bahwa pada tekanan udara lebih dr 76 cmHg es akan melebur di bawah suhu 0⁰C.

Titik lebur sebuah zat dapat diubah-ubah dgn aneka macam cara, antara lain: tekanannya yg ditambah maka titik leburnya turun, tekanan dikurangi maka titik leburnya akan mengalami kenaikan, & pula dapat dgn menyertakan ketidakmurnian zat maka titik leburnya akan mengalami penurunan. Berikut merupakan pola peralatan dlm kehidupan sehari-hari yg mempergunakan sifat kalor, antara lain : alat pendingin, rice cooker, pressure cooker, alat penyulingan air, otoklaf (alat pembunuh kuman). Untuk dapat mengubah wujud zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya dibutuhkan energi kalor. Jumlah energi kalor yg diperlukan untuk mengganti 1 kg zat dr wujud padat menjadi cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur.

Dengan cara matematis mampu dituliskan rumus :

Q = m x L

Keterangan
Q = energi kalor yg diharapkan (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor lebur (J/kg)

Pada waktu terjadi peleburan zat membutuhkan kalor, sedangkan pada proses pembekuan zat cair melepaskan kalor hingga dgn menjelma zat padat. Jumlah kalor yg dilepaskan untuk mengganti 1 kg zat dr wujud cair menjadi zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku. Pengertian titik beku yakni suhu pada dikala zat cair membeku.

Eksperimen yg dilaksanakan oleh para ilmuwan menciptakan pernyataan sebagai berikut :

Kalor lebur = kalor beku

Titik lebur & kalor lebur beberapa zat

Perpindahan Kalor

Kalor Berpindah

Kalor dapat mengalami perpindahan dgn 3 (tiga) macam cara, antara lain: 1). konduksi atau hantaran, 2).konveksi atau aliran, & 3). radiasi atau pancaran.

a. Konduksi atau hantaran
Pengertian/ definisi konduksi adalah merupakan perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zat tersebut.

Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua, yakni:
1) Konduktor
Pengertian konduktor yaitu zat yg mempunyai daya hantar kalor dgn baik. Sebagai teladan yakni besi, baja, tembaga, aluminium, dsb.

2) Isolator
Pengertian isolator yakni zat yg mempunyai daya hantar kalor kurang baik. Sebagai teladan ialah: kayu, plastik, kertas, kaca, air, dsb. Kita mampu mengamati perlengkapan rumah tangga yg mempergunakan rancangan konduksi misalnya setrika listrik, solder. Sedangkan untuk yg bersifat isolator contohnya yaitu pegangan pada setrika, dsb. (sobat-teman mencari teladan sendiri)

b. Konveksi atau aliran
Pengertian/ definisi konveksi merupakan perpindahan kalor pada suatu zat yg diikuti pula dgn perpindahan partikel – partikel zat tersebut. Konveksi terjadi oleh alasannya perbedaan massa jenis zat. Teman-sobat mampu memahami peristiwa konveksi, antara lain:
1) Pada zat cair oleh sebab adanya perbedaan massa jenis zat, misal metode pemanasan air, tata cara aliran air panas.
2) Pada zat gas oleh karena perbedaan tekanan udara, misalnya yaitu terjadinya angin darat & angin maritim, tata cara pada ventilasi udara, untuk menerima udara yg lebih hambar di dlm ruangan dipasang AC/ kipas angin dr pada suhu yg berada di luar ruangan, & cerobong asap pabrik.

c. Radiasi atau pancaran
Pengertian radiasi ialah perpindahan kalor tanpa lewat zat mediator.
Pada ketika pramuka, teman-sahabat akan membuat api unggun, & teman-teman akan merasa hangatnya api tersebut. Bagai mana hangatnya api unggun tersebut sampai ke badan sahabat-sahabat? Kalor yg sobat-sahabat terima dr nyala api unggun yakni dikarenakan oleh energi pancaran. Alat yg dipakai untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau energi pancaran kalor disebut termoskop.

Manfaat Kalor dlm Kehidupan Sehari-hari

Di bawah ini acuan penerapan perpindahan kalor dengan-cara radiasi yg ada di dlm kehidupan sehari-hari.
a. Pada dikala siang hari yg suhunya panas, orang akan lebih suka untuk menggunakan baju yg warnnya cerah dibandingkan dengan memakai baju yg warnanya gelap. Tujuannya yakni supaya meminimalisir absorpsi kalor.

b. Cat mobil/ motor dibentuk dgn cat yg mengkilap supaya meminimalisir peresapan kalor.

c. Memakai jaket yg tebal atau menggunakan selimut yg tebal pada waktu suhu udara masbodoh, maka badanmu akan lebih terasa nyaman. Udara adala termasuk isolator yg baik.

d. Termos
Dinding termos dilapisi perak. Tujuannya adalah untuk mencegah kepada hilangnya kalor dengan-cara radiasi. Ruang hampa antara dinding kaca pada termos mempunyai tujuan untuk menghalangi perpindahan kalor dengan-cara konveksi.

*) Semua Materi IPA SMP Kelas 7 dapat dilihat di : Rangkuman Materi Pelajaran IPA Sekolah Menengah Pertama/ MTs Kelas VII