Suhu dan Kalor

Sobat Studioliterasi pasti sudah tidak asing dengan yang namanya suhu dan kalor. Secara umum suhu ditunjukan dengan satuan derajat. Suhu juga memiliki skala umum yang digunakan dalam termometer. Salah satu yang biasa dikenal orang adalah Celcius. Selain itu terdapat beberapa jenis lain skala umum yang biasa digunakan untuk mengukur suhu.

Lebih lanjutnya akan kita bahas pada artikel ini. Kali ini Studioliterasi telah merangkum tentang materi suhu dan kalor. Kira-kira apa sih yang dimaksud dengan suhu dan kalor? Dan bagaimana cara menghitungnya? Yuk, kita simak pada pembahasan dibawah ini. 

Pengertian Suhu dan Kalor

Suhu adalah ukuran yang digunakan untuk menyatakan energi panas yang tersimpan dalam suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Sedangkan, Kalor adalah perpindahan energi panas dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah. Satuan yang digunakan dalam kalor adalah Joule. Namun, sering juga digunakan satuan kalori yang sama dengan 4,2 Joule. Terdapat 4 skala umum yang digunakan dalam termometer :

1. Celcius (°C)
2. Reamur (°R)
3. Fahrenheit (°F)
4. Kelvin (K)

Macam-macam Kalor

Kalor atau perpindahan panas dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan medium perantaranya, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Berikut ini adalah penjelasan dari macam-macam kalor.

1. Konduksi

Konduksi merupakan perpindahan panas melalui zat padat tanpa disertai perpindahan partikel-partikelnya.

Contoh :

• Benda yang terbuat dari logam akan terasa panas jika ujungnya dipanaskan.
• Mentega yang dipanaskan di wajan akan meleleh karena panas.
• Knalpot akan menjadi panas saat mesin motor dihidupkan.

2. Konveksi

Konveksi merupakan perpindahan panas melalui zat perantara atau medium yang disebabkan oleh pergerakan zat tersebut dan disertai perpindahan partikel-partikelnya. Konveksi dapat terjadi pada zat cair dan gas.

Contoh :

• Gerakan naik dan turun kacang, kedelai atau lainnya pada saat dipanaskan.
• Terjadinya angin darat.
• Gerakan naik dan turun air ketika dipanaskan.

3. Radiasi

Radiasi merupakan perpindahan panas yang tidak membutuhkan zat perantara atau medium.

Contoh :

• Sinar matahari yang masuk ke bumi meskipun melalui ruang hampa..
• Menetaskan telur menggunakan cahaya lampu.
• Pakaian akan kering ketika dijemur dibawah terik matahari

Rumus Suhu dan Kalor

Suhu dan kalori adalah dua hal yang saling berkaitan karena keduanya memiliki hubungan sebab-akibat. Untuk menghitung dan membuktikan perpindahan kalor dapat menggunakan suhu. Sehingga untuk menghitung kalor perlu diketahui suhunya terlebih dahulu. Berikut ini merupakan rumus untuk menghitung suhu dan kalor.

Suhu dan Termometer

Dalam termometer terdapat 4 jenis skala umum yang biasa digunakan. Skala yang umum digunakan pada kehidupan sehari-hari adalah Celcius dan Fahrenheit, sedangkan skala yang digunakan sebagai satuan Internasional adalah Kelvin. Untuk mengubah atau mengkonversi besaran suhu dari skala satu ke skala lainnya dapat menggunakan rumus seperti berikut.

Rumus Konversi Suhu

	Celcius	Reamur	Fahrenheit	Kelvin
Celcius	T			T + 273
Reamur		T
Fahrenheit			T
Kelvin	T – 273			T

Kalor

Terdapat beberapa cara untung menghitung besaran kalor, yaitu berdasarkan adanya perubahan suhu atau tidak ada perubahan suhu.

Jika mengalami perubahan suhu :

Q = m.c.ΔT

Jika tidak mengalami perubahan suhu :

Es menjadi Cair

Q = m.L

Cair menjadi Gas (Uap)

Q = m.U

Keterangan :

Q = Kalor (J)
m = Massa benda (Kg)
c = Kalor jenis (J/Kg℃)
ΔT = perubahan suhu (℃)
L = Kalor lebur (J/Kg)
U = Kalor uap (J/Kg)

Asas Black

Asas Black adalah hukum atau prinsip yang menyatakan bahwa banyaknya jumlah kalor yang dilepas zat yang memiliki suhu lebih tinggi sama dengan banyaknya jumlah kalor yang diterima zat bersuhu lebih rendah. Berikut ini merupakan rumus pernyataan Asas Black.

Q_lepas = Q_terima

 m₁.c₁.(T₁ – T_m) = m₂.c₂.(T_m – T₂) 

Keterangan :

m₁ = Massa benda dengan suhu lebih tinggi
c₁ = Kalor jenis benda dengan suhu lebih tinggi
T₁ = Suhu benda dengan dengan suhu lebih tinggi
m₂ = Massa benda dengan suhu lebih rendah
c₂ = Kalor jenis benda dengan suhu lebih rendah
T₂ = Suhu benda dengan dengan suhu lebih rendah
T_m = Suhu campuran atau suhu akhir

Contoh soal Suhu dan Kalor

1. Panas sebesar 12 kJ diberikan pada sepotong logam dengan massa 2500 gram yang memiliki suhu 30℃, Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/gr℃, maka tentukan suhu akhir logam!
   
   Pembahasan 
   Diketahui :
   Q = 12 kilojoule = 12000 Joule
   m = 2500 gram = 2,5 kg
   T₁ = 30℃
   c = 0,2 kal/gr℃ = 0,2 x 4200 Joule/Kg℃ = 840 Joule/Kg℃
   
   Ditanya : T₂ = ?
   
   Q = m.c.ΔT
   12000 = (2,5).(840).ΔT
   ΔT= (12000/2100) = 5,71℃
   
   T₂ = T₁ + ΔT
   T₂ = 30 + 5,71
   T₂ = 35,71℃

2. Sebuah es dengan massa 800 gram memiliki suhu 0℃ hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0℃. Jika jenis kalor es 0,5 kal/gr℃, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan! (nyatakan dalam kilokalori)
   
   Pembahasan
   Diketahui :
   m = 500 gram
   L = 80 kalori/gr
   
   Ditanya : Q = ?
   Q = m.L
   Q = (500).(80)
   Q = 40000 kalori
   Q = 40 kkal

Itulah penjelasan materi mengenai Suhu dan Kalor. Bagaimana? Mudah bukan? Jangan lupa untuk banyak mengerjakan latihan soal agar teman-teman menjadi lebih paham lagi ya! Semoga bermanfaat dan sampai jumpa!

Baca juga:
– Energi dan Daya Listrik
– Hukum Kirchoff