KALOR

Kalor adalah energi yang dapat berpindah (ditransfer) dan menyebabkan perubahan suhu.
Karena termasuk energi, maka kalor tidak dapat dilihat tetapi keberadaan kalor dapat dirasakan dan akibat yang ditimbulkan oleh adanya kalor dapat dirasakan atau dilihat.
Akibat adanya kalor:

• Terjadinya perubahan suhu
• Terjadinya perubahan wujud
• Terjadinya pemuaian

Satuan dari kalor adalah kalori (kal).
Karena kalor termasuk energi, maka satuan kalor dapat menggunakan satuan energi yaitu joule (melalui penyetaraan).
Bilangan yang menyatakan kesetaraan antara satuan kalor dengan satuan energi disebut tara kalor mekanik.
1 kal = 4.2 J
1 J = 0.24 kal

Pengaruh Kalor terhadap Suhu Benda
Kalor dapat mengubah suhu benda (menaikkan suhu benda).

Kenaikan suhu dipengaruhi oleh:

- jumlah kalor

- jumlah zat (massa zat)

- jenis zat (kaor jenis zat)

secara matematis:

∆T = Q/m.c

Q = m.c.∆T

Keterangan:
Q = jumlah kalor (kal atau J)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (kal/kg.^oC atau J/kg.^oC)

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC atau 1K. Sedangkan kemampuan zat menyerap kalor untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC atau 1K disebut kapasitas kalor.

Jika dua zat yang berbeda suhu dicampurkan, maka akan terjadi kesetimbangan suhu karena zat yang bersuhu tinggi akan melepas kalor dan kalor yang dilepas tersebut diterima oleh zat yang bersuhu lebih rendah.

Cara Menentukan Suhu Campuran
Asas Black menyatakan jumlah kalor yang dilepas oleh suatu zat sama dengan jumlah kalor yang diterima.
Secara matematis,

Q _terima          = Q _lepas

m₁.c₁.∆T        = m₂.c₂.∆T

m₁.c₁.(T_c-T₁) = m₁.c₁.(T₂-T_c)

Keterangan:

Qterima : jumlah kaor yang diterima oleh benda bersuhu rendah

m1        : massa zat bersuhu rendah

c1          : kalor jenis benda bersuhu rendah

T₁         : suhu awal benda bersuhu rendah 

Qlepas   : jumlah kalor yang dilepas oleh benda bersuhu tinggi

m2       : massa zat bersuhu tinggi

c2          : kalor jenis benda bersuhu tinggi

T₁         : suhu awal benda bersuhu rendah 

T_c         : suhu akhir campuran

Pengaruh Kalor terhadap Wujud Zat
Kalor dapat mengubah wujud zat. Contoh perubahan wujud zat akibat kalor:

• Mencair/melebur (perubahan wujud zat dari padat menjadi cair karena zat menerima kalor)

Suhu pada saat suatu zat mulai melebur disebut titik lebur, sedangkan kalor yang digunakan zat untuk melebur disebut kalor lebur.

• Membeku (perubahan wujud zat dari cair menjadi padat karena zat melepas kalor)

Suhu pada saat suatu zat mulai membeku disebut titik beku.
Besarnya titik beku suatu zat sama dengan titik leburnya.

• Menguap (perubahan wujud zat dari cair menjadi gas karena zat menerima kalor)

Suhu pada saat suatu zat mulai menguap disebut titik uap, sedangkan kalor yang digunakan zat untuk menguap disebut kalor uap. 
Cara mempercepat penguapan:
- pemanasan
- memperluas permukaan zat cair
- memperkecil tekanan udara di atas permukaan zat cair
- meniupkan udara ke atas permukaan zat cair
Untuk mempercepat penguapan dapat dilakukan dengan cara pemanasan hingga zat cair mencapai titik didih.
Tinggi titik didih zat cair bergantung pada:
- jenis zat
- tekanan udara di atas permukaan zat cair.
Contoh: titik didih air di daerah pantai lebih besar dari pada di pegunungan karena tekanan udara di daerah pantai lebih besar daripada di pegunungan.  Titik didih air di daerah pantai dapat mencapai 100 ^oC tetapi dipegunungan titik didih air bisa kurang dari 100 ^oC

• Mengembun (perubahan wujud zat dari gas menjadi cair karena zat melepas kalor)

 Suhu pada saat suatu zat mulai membeku disebut titik beku. Besar titik embun suatu zat sama dengan titik uapnya.

Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat bukan untuk menaikkan suhu disebut kalor laten. 

Kalor laten (kalor tersembunyi) adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat bukan menaikkan suhu.

Pada saat berubah wujud, suhu zat tetap (tidak berubah) sehingga jumlah kalor yang dibutuhkan zat untuk mengubah wujud dapat ditentukan dengan persamaan:

Q = m.L

Contoh kalor laten:

• kalor lebur
• kalor uap

Perpindahan Kalor
Macam-macam perpindahan kalor:

• Konduksi

Yaitu perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel zatnya. Konduksi terjadi pada zat padat karena partikel zat padat tidak dapat berpindah secara bebas. Pada zat padat, kalor berpindah melalui getaran/tumbukan antar partikel zat padat.
Contoh konduksi:
- Ketika mencelupkan sebagian ujung sendok ke dalam air panas, bagian ujung sendok yang tidak tercelup dalam air panas ikut menjadi panas.
- Jika salah satu ujung logam dipanasi, maka ujung yang lain akan ikut panas.
Benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor, sedangkan benda yang tidak dapat menghantarkan panas dengan baik disebut isolator.

• Konveksi

Yaitu perpindahan kalor melalui zat perantara yang diikuti perpindahan partikel zat. Konveksi terjadi pada zat cair dan zat gas karena gaya tarik antar partikel zat cair dan zat gas sangat kecil sehingga partikel-partikelnya dapat berpindah.
Contoh peristiwa konveksi dalam hidup sehari-hari:
- saat memanaskan air, semua bagian air bisa menjadi panas
- uap dari air yang mendidih terasa panas
- asap pembakaran terasa panas

• Radiasi/pancaran

Yaitu perpindahan kalor tanpa zat perantara.

Contoh peristiwa radiasi:

-panas matahari dapat sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa.

Contoh alat rumah tangga yang dibuat berdasarkan pencegahan perpindahan kalor adalah termos air panas.

Fungsi bagian-bagian termos air panas:

• sumbat gabus yang bersifat isolator untuk menghambat perpindahan kalor secara konveksi dan konduksi
• dinding luar terbuat dari bahan plastik (isolator) untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi
• ruang hampa untuk mencegah perpindahan kalor secara konveksi
• lapisan perak pada dinding dalam untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi. 

SOAL LATIHAN
Soal Konsep

1. Satuan dari kalor adalah ...
2. Kalor termasuk energi sehingga satuan kalor bisa menggunakan satuan energi yaitu joule. Bilangan yang menyatakan kesetaraan antara satuan kalor dengan satuan energi disebut ...
3. Banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC atau 1K disebut ...
4. Kemampuan suatu zat menyerap kalor untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC atau 1K disebut ...
5. Ketika dua zat dengan suhu berbeda dicampur, maka akan terjadi kesetimbangan suhu karena zat yang bersuhu lebih tinggi akan .... kalor, dan zat yang bersuhu lebih rendah akan ... kalor.
6. Kita akan mengetahui adanya kalor jika terjadi perubahan/kenaikan suhu pada suatu zat, tetapi pada saat terjadi perubahan wujud zat tidak terjadi perubahan suhu sehingga kita tidak tahu bahwa sebenarnya ada kalor. Kalor yang digunakan zat untuk mengubah wujud bukan untuk menaikkan suhu disebut ...
7. Suhu pada saat suatu zat mulai mencair/melebur disebut ...
8. Pada tekanan 1 atm, air akan mulai menguap pada suhu 100^oC dan uap airnya akan mulai mengembun pada suhu 100^oC. Dengan demikian, besarnya titik uap suatu zat sama dengan titik ...
9. Memasak air di pegunungan akan lebih cepat mendidih dari pada memasak air di daerah pantai karena tekanan udara di pegunungan ... daripada di pantai.
10. Tinggi titik didih air berbeda dengan titik didih alkohol, hal tersebut menunjukkan bahwa tinggi titik didih bergantung pada ...
11. Perpindahan kalor melalui zat perantara dan diikuti dengan perpindahan partikel zat perantaranya merupakan perpindahan kalor secara ...
12. Saat kulit kita terkena asap pembakaran atau uap air, kulit kita merasakan panas. Hal tersebut menunjukkan adanya perpindahan kalor secara ...
13. Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara, sehingga radiasi sering disebut juga ...
14. Saat salah satu ujung logam dipanaskan, ujung yang satunya ikut menjadi panas. hal tersebut menunjukkan adanya perpindahan kalor secara ...
15. Pada pembuatan termos air panas ada bagian yang dihampakan (ruang vacum) yang bertujuan untuk menghindari terjadinya perpindahan kalor secara ...

Soal Hitungan

1. Alkohol sebanyak 200g dengan suhu awal 20^oC diberi kalor sebanyak 7200 J.  Jika kalor jenis alkohol 2400 J/kg^oC, berapakah suhu akhir alkohol?
2. Kalor sebanyak 210 J diberikan kepada sebatang logam yang memiliki massa 0,1 kg sehingga suhunya naik 5^oC. Tentukan kalor jenis logam tersebut!
3. Untuk menaikkan suhu suatu benda dari 5^oC menjadi 55^oC diperlukan kalor sebanyak 75kJ. Berapa besar kapasitas kalor benda itu?
4. Tentukan jumlah kalor yang diperlukan oleh sebatang besi berbentuk kubus dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 10 cm dengan massa jenis besi 7.9 g/cm³ untuk menaikkan suhunya dari 20^oC menjadi 120^oC! Diketahui kalor jenis besi 460 J/kg.^oC.
5. Jika untuk menguapkan 10 gram zat cair pada titik didihnya  diperlukan energi/kalor sebanyak 9 kJ, maka berapakah kalor uap zat cair tersebut?
6. Untuk mendapatkan air hangat bersuhu 40^oC, Anton mencampurkan 150 kg air panas bersuhu 90^oC dengan air dingin bersuhu 10^oC. Hitung massa air dingin yang dicampurkan!
7. Air sebanyak 2000 ml dengan suhu 0^oC dicampur dengan 500 ml air bersuhu 60^oC. Jika massa jenis air 1000 kg/m³ dan kalor jenis air 4200 J/kg.^oC, berapakah suhu campuran air tersebut!
8. Tentukan banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg air bersuhu 80^oC menjadi uap air bersuhu 110^oC. Kalor jenis air 4200 J/kg^oC, kalor uap 2270 kJ/kg, dan kaor jenis uap 2400 J/kg^oC!