Kalor & Zat

Kalor adalah sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Kalor merupakan suatu besaran yang dilambangkan dengan Q dengan satuan Joule (J), sedangkan satuan lainnya adalah kalori (kal), sehingga hubungan satuan joule dengan kalori adalah:
v  1 kalori = 4,2 joule
v  1 joule = 0,24 kalori
1.     Hubungan Banyaknya Kalor, Massa zat, Kalor jenis zat, dan Perubahan suhu zat.
Hubungan tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan :
    Q = m . c  . Δt
Keterangan :
Q = Banyaknya Kalor yang diserap atau yang dilepaskan(joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg^oC)
        Δt = Perubahan suhu (^oC), dimana Δt = t₂ - t₁
2.    Kapasitas Kalor
Kapasitas Kalor didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1^oC atau 1 K.
Secara matematis kapasitas kalor dirumuskan:
                             C = Q/T  atau C = m.c
Keterangan :
Q = Jumlah Kalor yang diserap atau yang dilepas (J)
C = Kapasitas Kalor (J^oC^-1 atau JK^-1)
 Δt = Kenaikan suhu (^oC atau K)
m = Massa benda (kg)
c = Kalor Jenis(Jkg^-1oC^-1)
  3.   Kalor Uap 

• Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap.
• Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjasi uap seluruhnya pasa titik didihnya disebut Kalor Uap (U).
• Besarnya kalor uap dapat dirumuskan:

                                          Q = m.u  atau u = Q/m
Keterangan :
Q = Kalor yang diserap atau yang dilepas (joule)
m = Massa zat (kg)
u = kalor uap (joule/kg)
Contoh Soal:
1. Sebuah besi yang bermassa 2kg dipanaskan dari 14^oC menjadi 30^oC. Jika kalor yang diperlukan untuk         memanaskan besi tersebut adalah 14.400 J, berapakah kalor jenis besi tersebut?
Jawab:
diketahui: massa besi (m) = 2kg
kenaikan suhu besi (Δt) = 30^oC - 14^oC
= 16^oC
energi kalor yang diperlukan = 14.400 J (suhu menurun)
ditanya : c = …….?
penyelesaian:
rumus :  Q = m . c  . Δt
14.400 = 2 . c.16
14.400 = 32 . c
c = 14.400/32
c = 450 J/kg^oC
Jadi kalor jenis besi tersebut adalah 450 J/kg^oC
2. Kalor 31,5 W dilepaskan dari 1,2 kg es pada suhu -15^oC. Berapakah suhu akhirnya, jika kalor jenis es adalah 2.100 Jkg^-1oC^-1 ?
Jawab
diketahui  : suhu awal (t₁) = -15^oC

massa es (m) = 1,2kg
kalor jenis es (c) = 2.100 Jkg^-1oC^-1
kalor yang dilepaskan (Q) = 31,5 W = 31.500 J
ditanya : t₂ = …….?
penyelesaian:
rumus :  Q = m . c .  Δt
31.500 = 1,2 . 2100. Δt
31.500 = 2520 . Δt
Δt = 31.500 / 2520
Δt = 12,5^oC
Δt = t₂ - t₁
12,5 = t₂ - (-15)

t₂ = -12,5 + 15

t₂ = 2.5^oC
Jadisuhu akhirnya adalah 2.5^oC
untuk melatih pemahaman tentang zat dan kalor, nah cobalah kerjakan soal-soal dibawah ini.
1. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk melebur 1,50kg es  0^oC menjadi  1,50kg air 0^oC, jika kalor lebur es 336.000J/kg?
2. sebuah pemanas listrik yang memiliki daya 350 W digunakan untuk memanaskan air dari suhu  30^oC menjadi  80^oC slama 20 menit. Jika kalor jenis air 4.200Jkg^-1oC^-1, maka tentukanlah massa air tersebut?
3. Air 5kg dipanaskan dari 0^oC menjadi 100^oCsehingga mendidih dan menguap. Apabila kalor uap air 2,3 x 106 J/kg, maka kalor yang dibutuhkan untuk menguap air tersebut adalah…….
4. Kalor lebur timbal 25.000 J/kg setelah diberi kalor sebesar 5 x 10⁴J timbal itu melebur. tentukanlah massa timbal tersebut?
5. Hitunglah banyak kalor yang diperlukan untuk menguap 2kg air suhu 100^oC jika kalor uap 2.260.000 J/kg?