BAB II LANDASAN TEORI
E. Kalor
1. Pengertian Kalor
Kalor menurut Widagdo (2007:77) merupakan suatu bentuk energi. Kalor adalah perpindahan energi panas dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk untuk menyatakan kandungan energi. Satu kalori adalah (1 kal) adalah yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 g air agar suhunya naik 10C. Satuan yang lebih besar adalah satu kilokalori (1 kkal). Yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya naik 10C. Hubungan satuan kalori dan kilokalori adalah :
Kalor tergolong energi, maka satuan kalor juga dapat dinyatakan dalam joule (J). Hubungan satuan kalori dengan joule adalah :
1 kal = 4,2 J atau 1 J = 0,24 kal
2. Pengaruh kalor terhadap wujud benda
Kalor merupakan energi panas yang terima atau dilepaskan oleh sebuah benda. Kalor yang diterima oleh sebuah benda dapat mengubah suhu benda. Makin banyak kalor yang diberikan, makin banyak pula perubahan suhu pada benda. Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda (Widagdo, 2007:79)
Menurut Widagdo (2007:80) pada perubahan wujud benda terjadi karena pengaruh kalor. Perubahan wujud dapat terjadi karena benda menerima kalor. Perubahan wujud juga dapat terjadi karena benda melepaskan kalor. Wujud benda menurut (Agustiyanti, 2008:48) dibedakan menjadi tiga diantaranya :
a. Zat padat
Letak partikel-partikelnya sangat berdekatan, teratur dan saling menarik. Partikel zat padat tidak bebas bergerak, hanya bergetar ditempat. Hal inilah yang menyebabkan zat padat mempunyai bentuk dan volume yang tetap. Dibawah ini gambaran molekul-molekul zat padat (Gambar 2.1)
Gambar 2.1 Gambar molekul zat padat b. Zat cair
Letak partikel-partikelnya masih berdekatan tetapi susunannya tidak teratur. Tarik menarik antar partikelnya tidak begitu kuat sehingga partikel-partikel itu dapat bergeser dari tempatnya tetapi sukar untuk lepas dari kelompoknya. Hal ini yang menyebabkan bentuk zat cair tidak tetap tetapi volumenya berubah. Gambar 2.2 menunjukkan gambaran molekul pada zat cair.
Gambar 2.2 Gambar molekul zat cair c. Gas
Letak pertikel-partikel berjauhan. Tarik-menarik antarpartikel lemah tetap gerakannya bebas. Hal ini yang menyebabkan gas mempunyai bentuk dan volume yang berubah-ubah mengikuti bentuk dan volume tempatnya. Gambar 2.3 menunjukkan gambaran molekul pada zat cair.
Gambar 2.3 Gambar molekul zat gas.
Perubahan wujud zat menurut Widagdo (2008:82) dapat digambarkan pada skema berikut (Gambar 2.4) :
Gambar 2.4 Gambar skema perubahan wujud.
Pada peristiwa perubahan wujud ada yang memerlukan kalor, tetapi ada juga yang melepaskan kalor. Perubahan wujud yang memerlukan kalor adalah menguap, mencair, memuai sedangkan yang melepaskan kalor adalah mengembun, membeku, menyublim.
Perubahan wujud benda diantaranya:
a. Mencair, peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi cair. b. Menguap, peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi uap
atau gas.
c. Menyublim, peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Gas Padat Cair a d f e c b
d. Melenyap, peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. e. Mengembun, peristiwa perubahan wujud dari uap atau gas
menjadi cair.
f. Membeku, peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat.
3. Kalor jenis dan kapasitas kalor
Menurut Widagdo (2008:90) kalor menyatakan banyaknya energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda.
Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut makin tinggi. Sehingga kalor sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat.
Maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik adalah : Q = m c ∆T
Keterangan :
Q = banyaknya kalor (kal atau joule) c = kalor jenis zat (J/kg C0atau kal/gr C0) m = massa zat (kg)
∆T= perubahan suhu (C0)
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1C disebut kalor jenis. Selain kalor jenis, dikenal pula istilah
kapasitas kalor. Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan m gram zat agar suhunya naik 1C. Kapasitas kalor dirumuskan sebagai :
C = m c Keterangan :
C = kapasitas kalor ( J/kg )
c = kalor jenis zat (J/kg C0atau kal/gr C0) m = massa zat (kg)
4. Perpindahan Kalor
Ada tiga cara perpindahan kalor menurut Widagdo (2008:97) diantaranya : a. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu benda tanpa disertai perpindahan partikel benda itu. Perpindahan kalor secara konduksi berlangsung pada benda padat. Misalnya tembaga dipanaskan dan pada salah satu ujung tembaga kita pegang, tidak lama setelah ujung tembaga mengenai api ujung yang kita pegang terasa panas. Pada peristiwa konduksi partikel benda tidak berpindah, tetapi pertikel hanya bergetar disekitar posisinya saja. Penerapan perpindahan kalor secara konduksi dalam kehidupan sehari-hari contohnya setrika
b. Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu benda yang disertai perpindahan partikel benda itu Perpindahan kalor secara
konveksi terjadi pada benda cair atau gas yang mengalami pemanasan. Pada benda cair misalnya ketika merebus air pada panci. Pemanasan mengakibatkan air pada bagian bawah panci menjadi cepat panas, akibatnya air panas pada bagian panci akan naik dan air dingin pada permukaan panci kan turun. Dengan demikian terjadi perpindahan kalor. Sedangkan peristiwa perpindahan kalor di udara contohnya gerak asap pabrik yang mengalir ke atas. Pada perpindahan kalor secara konveksi disertai perpindahan partikel benda tersebut. Penerapan perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari contohnya saa memasak air dalam panci.
c. Radiasi
Radiasi ialah perpindahan kalor tanpa memerlukan perantara. Misalnya sumber energi terbesar dibumi berasal ialah dari matahari. Energi matahari sampai dibumi dalam bentuk pancaran cahaya. Pancaran cahaya semacam ini disebut radiasi. Penerapan perpindahan kalor secara radiasi dalam kehidupan sehari-hari contohnya panel surya, panel surya menyerap radiasi matahari untuk memanaskan air atau memasak.