BAB II LANDASAN TEORI
5. Pengertian Materi IPA mengenai Suhu dan Kalor
Berikut merupakan pengertian materi IPA mengenai suhu dan kalor menurut Prasodjo, Naryoko, dan Djanah (2007: 110-146) dan Sally, Aggarwal, dan Poerwaningsih (2013: 35-49):
Panas dan dinginnya suatu benda dapat dirasakan lewat indra peraba. Tetapi indra peraba tidak dapat digunakan sebagai alat ukur suhu yang baik karena tidak dapat menyatakan tingkat derajat panas dan dinginnya suatu benda. Untuk dapat mengukur suhu suatu benda dengan tepat, kita menggunakan alat ukur yang disebut termometer. Ukuran atau derajat panas dinginnya suatu benda disebut suhu. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi dan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah.
a) Pengertian Kalor
Apabila kamu mencelupkan besi panas ke dalam gelas berisi air dingin, maka setelah beberapa saat suhu air di dalam gelas akan naik. Sementara itu, suhu besi akan turun. Hal ini terjadi karena ada
suatu bentuk energi yang berpindah dari besi (benda bersuhu lebih tinggi) ke air (benda bersuhu lebih rendah) yang disebut kalor. Dengan demikian, kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah.
Secara alamiah, kalor hanya berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah. Dengan demikian, tidak terjadi perpindahan kalor dari benda yang suhunya lebih rendah ke benda yang suhunya lebih tinggi, kecuali ada perlakuan khusus dengan menggunakan bantuan mesin atau alat khusus. Misalnya, pada proses pembuatan es dan proses pendinginan ruangan. Cara kerja alat pembuat es dan pendingin ruangan adalah sama, yaitu mengambil kalor dari air atau ruangan untuk dilepaskan ke lingkungan luarnya sehingga suhu air atau ruangan menjadi lebih rendah dibandingkan suhu lingkungannya.
Apabila benda menerima atau melepaskan kalor, maka akan terjadi perubahan suhu atau wujud pada benda tersebut. Apabila kita memasak air, maka setelah beberapa saat air akan menjadi panas dan akhirnya mendidih. Air menjadi panas karena pada saat memasak, air menerima kalor. Dengan demikian, apabila suatu benda menerima kalor, maka suhu benda tersebut akan naik. Suatu benda tidak hanya menerima kalor, tetapi juga dapat melepaskan kalor. Apabila suatu benda melepaskan kalor, maka suhu benda tersebut akan turun.
Untuk jenis benda yang sama tetapi massanya berbeda, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama ternyata besarnya berbeda. Artinya, makin besar massa benda, semakin besar pula kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tersebut. Dengan demikian, jumlah kalor yang diperlukan sebanding dengan massa bendanya. Untuk jenis benda yang berbeda tetapi massanya sama, kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu yang sama ternyata besarnya berbeda. Dengan demikian, jumlah kalor yang diperlukan
bergantung pada jenis bendanya. Untuk jenis dan massa benda yang sama, jumlah kalor yang diberikan besarnya mempengaruhi kenaikan (perubahan) suhu benda. Artinya, makin banyak kalor yang diberikan kepada benda, semakin besar pula kenaikan suhu benda tersebut. Dengan demikian, jumlah kalor yang diberikan sebanding dengan kenaikan (perubahan) suhu benda.
b) Akibat Kalor terhadap Benda
1) Kalor Menyebabkan Perubahan Suhu
Jika suatu benda (padat, cair, atau gas) diberi kalor, maka suhunya akan naik. Sebaliknya, jika suatu benda membuang panasnya, maka suhunya akan turun.
2) Kalor Menyebabkan Perubahan Wujud Benda
Jika suatu benda padat dipanaskan, maka mula-mula suhunya naik. Namun, pada suhu tertentu, kenaikan suhu itu akan berhenti. Kalor yang diberikan pada benda berwujud padat tadi mengubahnya menjadi wujud cair. Perubahan wujud dari padat ke cair disebut mencair. Semua perubahan wujud merupakan akibat dari kalor.
Ketika kalor diserap atau dilepaskan oleh suatu zat, selain terjadi kenaikan atau penurunan suhu atau perubahan ukuran, wujud zat juga berubah. Contohnya, ketika es dipanaskan, es berubah menjadi air, jika lebih banyak kalor diberikan, maka air berubah menjadi uap.
Sebaliknya, jika uap air melepaskan kalor, maka uap berubah menjadi air. Demikian juga, jika air didinginkan lebih lanjut, maka air kehilangan kalor dan berubah menjadi zat padat. Berikut hubungan antara perubahan wujud dan penyerapan kalor atau pelepasan kalor:
1) Melebur atau meleleh adalah proses zat padat berubah wujud menjadi zat cair pada suhu tetap tertentu dengan menyerap kalor.
2) Memadat atau membeku adalah proses zat cair berubah wujud menjadi zat padat pada suhu tetap tertentu dengan melepas kalor.
3) Mendidih atau menguap adalah proses ketika zat cair dengan cepat berubah wujud menjadi gas pada suhu tetap tertentu karena penyerapan kalor.
4) Mengembun adalah proses ketika suatu gas berubah wujud menjadi gas dengan cepat.
Berikut merupakan penjelasan dari perubahan wujud benda yang disebabkan oleh kalor:
1) Menguap
Menguap adalah perubahan wujud zat dari air menjadi gas. Pada saat menguap, zat memerlukan sejumlah kalor. Akan tetapi, proses penguapan tidak selalu melalui pemanasan, seperti halnya spiritus yang diteteskan di permukaan kulit setelah beberapa saat akan lenyap. Meskipun spiritus tidak melalui proses pemanasan, tetapi spiritus tetap menguap. Penguapan terjadi pada semua suhu.
2) Mengembun
Mengembun adalah perubahan wujud zat dari gas menjadi cair. Apabila air panas dalam panci ditutup, maka setelah beberapa saat ketika tutup panci dibuka, pada tutup panci akan terlihat titik-titik air. Titik-titik air tersebut terjadi karena suhu tutup panci lebih rendah daripada suhu uap air. Uap air yang berada di sekitar tutup panci melepaskan kalor pada tutup panci sehingga tutup panci menjadi lebih panas. Akibatnya, uap air mengembun menjadi tetes-tetes air dan menempel pada tutup panci. Jadi, pada saat mengembun, zat melepaskan kalor.
3) Melebur dan Membeku
Pada saat menyalakan lilin, maka lilin yang terdapat disekitar api akan berubah menjadi cair. Panas (kalor) dari api menyebabkan lilin meleleh atau berubah menjadi cair. Lilin yangberwujud cair itu apabila jatuh ke lantai akan berubah kembali menjadi lilin padat. Ternyata, zat padat dapat berubah menjadi zat cair atau sebaliknya. Perubahan wujud zat dari padat menjadi cair disebut melebur. Peristiwa sebaliknya, perubahan wujud zat dari air menjadi padat disebut membeku.
Materi suhu dan kalor ini mulai dipelajari siswa pada saat di sekolah dasar. Materi ini didapatkan pada masa kelas tinggi, dimana saat itu siswa memasuki usia operasinal konkret.