Pernahkah kamu merasakan hangatnya api unggun? Api unggun yang sedang membara menghasilkan kalor atau panas. Jika kamu berada di sekitar api unggun itu maka tubuhmu akan terasa hangat. Mengapa demikian? Bagaimana panas api unggun itu dapat sampai ke tubuhmu? Mau tahu? Mari ikuti pembahasan berikut ini.
Pengertian Kalor
Setiap benda mempunyai suhu tertentu. Jika dua benda yang suhunya berbeda ditempelkan secara merata maka suatu saat suhu keduanya menjadi sama. Hal yang sama terjadi ketika air dingin yang ada di bak mandi dicampur dengan air panas untuk mendapatkan air hangat.Pada pencampuran itu akan dihasilkan air hangat yang suhunya lebih rendah dari air mendidih, tetapi lebih tinggi dari air di bak sebelumnya. Ini dikarenakan pada peristiwa tersebut terjadi perpindahan kalor.
Jadi, kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari suatu tempat ke tempat lain karena perbedaan suhu.Sebelum ada konsep energi, menurut teori zat alir, kalor adalah zat alir yang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
Kalor adalah salah satu bentuk energi
Kalor bukan merupakan zat. Jika suatu benda dipanaskan, massanya tidak akan bertambah, tetapi suhunya yang bertambah. Ini tidak berarti bahwa dalam pemanasan suatu benda, suhu diberikan kepada benda tersebut.Kalor adalah salah satu bentuk energi. Artinya, energi lain dapat berubah bentuk menjadi kalor.
Percobaan Joule
Joule berhasil membuktikan bahwa kalor adalah energi dengan percobaan sebagai berikut. |
| Gambar: Alat Percobaan Joule |
Beban yang dijatuhkan berulang-ulang dari suatu ketinggian akan memutar sudu di dalam bejana berisi air. Ternyata, suhu air dalam bejana naik. Jumlah kalor yang diterima oleh air adalah massa (m) dengan kenaikan suhu (ΔT). Jumlah energi yang dihasilkan oleh perputaran sudu-sudu sama dengan berat beban (w) dikalikan dengan jarak (h).
Dalam hal ini, energi potensial beban berubah menjadi energi kinetik sudu-sudu dan akhirnya menjadi kalor yang menaikkan suhu air. Jadi, kalor adalah energi.
James Prescott Joule adalah seorang ahli fisika dari Inggris. Joule lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada tanggal 24 Desember 1818. Pada umur 22 tahun, ia menerbitkan buku tentang “Panas yang dihasilkan oleh listrik volta”. Pada tahun 1843, ia menerbitkan buku tentang “Ekivalensi mekanik panas” dan pada tahun 1874, ia menerbitkan buku tentang “Kekekalan energi”. Joule wafat tanggal 11 Oktober 1889 di Sale, Chesire, Inggris.
Satuan untuk kalor menurut SI
Menurut sistem Satuan Internasional (SI), satuan untuk energi adalah joule (J). Akan tetapi, terdapat satuan kalor yang lain dalam kehidupan sehari-hari, di antaranya kalori (kal) dan kilokalori (kkal).1 kkal = 1.000 kal atau 1 kkal = 103 kal1 kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan 1 gram air untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC.
Percobaan Joule membuktikan bahwa terdapat hubungan antara satuan kalor (kalori) dan satuan energi potensial bandul (joule) dengan kesetaraan 1 kalori = 4,2 joule. Hubungan antara satuan kalor dengan satuan energi mekanik disebut tara kalor mekanik (A). Nilai A = 4,2 × 103. Artinya, 1 kilokalori = 4,2 × 103 joule.
Di negara-negara, seperti Inggris dan Amerika Serikat masih sering dipakai satuan yang lain, yaitu British Thermal Unit yang disingkat BTU.
1 BTU = 0,252 kkal = 1055 J
Kalor dan Perubahan Suhu Zat
Semua benda yang suhunya lebih dari suhu nol mutlak (0K) pada hakikatnya mengandung kalor. Kandungan kalor ini akan menentukan tinggi rendahnya suhu.Jika benda dipanaskan berarti pada benda tersebut ditambahkan kalor sehingga suhunya naik. Sebaliknya, jika kalor dilepaskan maka suhu benda tersebut akan turun.
Mungkinkah benda yang lebih tinggi suhunya menerima kalor dari benda yang lebih rendah suhunya? Sepanjang tidak ada alat bantu, hal ini tidak mungkin terjadi. Akan tetapi, hal tersebut dapat dilakukan dengan bantuan alat.
Petunjuk Kerja
1. Masukkan 50 mL air ke dalam gelas beaker. Ukur suhunya dan catat dalam tabel.
2. Panaskan gelas beaker tersebut dengan pembakar spiritus, catat suhu air tiap 1/2 menit.
3. Hentikan pemanasan setelah suhunya mencapai 50oC.
4. Ulangi kegiatan tersebut untuk gelas beaker yang berisi 100 mL air.
5. Ulangi kegiatan tersebut untuk gelas beaker yang berisi 10 gram garam dapur dan 40 mL air.
Berdasarkan kegiatan tersebut, makin lama pemanasan terhadap air, makin banyak kalor yang diberikan maka suhu air makin tinggi.
Dapat disimpulkan bahwa banyaknya kalor yang diberikan kepada suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu benda tersebut. Makin besar massa zat yang akan dinaikkan suhunya, makin besar juga kalor yang dibutuhkan.Jumlah kalor yang dibutuhkan dua jenis zat bermassa sama untuk menaikkan suhunya hingga suhu tertentu juga berbeda. Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu jenis zat tergantung pada jenis zat itu.
Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda:
a. sebanding dengan massa zat itu,
b. sebanding dengan kenaikan suhu zat itu, dan
c. tergantung pada jenis zat tersebut.
