Mengenal Kalor, Rumus, Perpindahan, dan Contoh Soalnya

Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan kalor? Yuk, kita belajar tentang kalor, rumus, dan contoh soalnya melalui artikel yang satu ini!

—

Salah satu bentuk energi yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah kalor. Apa yang dimaksud dengan kalor? Secara singkat, kalor merupakan energi panas. Asalnya bisa dari mana saja, bisa dari matahari, api, listrik, dan sebagainya. 

Bentuk kalor yang sering kita manfaatkan misalnya yaitu kalor dari kompor yang digunakan untuk memasak. Energi panas dari api berpindah ke panci penggorengan, kemudian berpindah lagi ke bahan makanan yang kita masak, sehingga makanan tersebut menjadi matang. Nah, selain itu kamu bisa menyebutkan nggak nih, apalagi contoh kalor dalam kehidupan sehari-hari? 

Supaya kamu makin paham tentang kalor, yuk kita pelajari mengenai kalor secara runtut. Kita mulai dari pengertiannya terlebih dahulu, ya!

 

Pengertian Kalor

Kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Perpindahan ini terjadi akibat adanya perbedaan suhu. Kalor bukan merupakan suatu zat, jadi sesuatu yang dipanaskan sehingga memiliki energi panas atau kalor tidak akan bertambah massanya meskipun suhunya bertambah. 

Selain itu, karena kalor merupakan bentuk energi, artinya energi lain bisa berubah bentuk menjadi kalor. Begitu pun kalor juga bisa berubah bentuk menjadi energi lain. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi itu kekal dan tidak dapat dimusnahkan, melainkan hanya dapat berubah bentuk.

Saat belajar tentang kalor, kamu juga akan mempelajari yang namanya kalor jenis dan kapasitas kalor. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C, atau bisa juga diartikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melepas atau menerima kalor. Sementara itu, kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diserap oleh benda bermassa tertentu untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. 

 

Baca juga: 6 Buku Anak Bertema Sains, untuk Kecerdasan Sejak Dini

 

Rumus Kalor

Terdapat beberapa rumus terkait kalor yang perlu kamu ketahui, di antaranya yakni sebagai berikut:

 

1. Rumus Perpindahan Kalor

Karena besaran kalor dipengaruhi oleh massa benda, kalor jenis, dan perubahan suhu, maka dapat dirumuskan: 

Q = m.c.ΔT

Keterangan:

Q = besaran kalor yang dibutuhkan untuk dilepas atau diterima suatu benda (J)

c = kalor jenis benda atau zat (J/kg⁰C)

m = massa benda atau zat (kg)

ΔT = perubahan suhu (⁰C)

 

2. Rumus Kalor Jenis

c = Q/m.ΔT

Keterangan:

Q = besaran kalor yang dibutuhkan untuk dilepas atau diterima suatu benda (J)

c = kalor jenis benda atau zat (J/kg⁰C)

m = massa zat atau benda (kg)

ΔT = perubahan suhu (⁰C)

 

3. Rumus Kapasitas Kalor

C = Q/ΔT

Keterangan:

Q = besaran kalor yang dibutuhkan untuk dilepas atau diterima suatu benda (J)

C = kapasitas kalor (J/K)

ΔT = perubahan suhu (⁰C)

 

4. Rumus Menentukan Kapasitas Kalor itu Sendiri

C = m.c

Keterangan:

C = kapasitas kalor (J/K)

M = massa zat atau benda (kg)

c = kalor jenis zat atau benda (J/kg.K) 

 

5. Rumus Kalor Lebur

Q = m.L

Keterangan: 

Q = kalor (J)

m = massa zat atau benda (kg)

L = kalor lebur (J/kg)

 

6. Rumus Kalor Uap

Q = m.U

Keterangan: 

Q = kalor (J)

m = massa zat atau benda (kg)

U = kalor uap (J/kg) 

 

Satuan Kalor

Dalam satuan internasional (SI), kalor dinyatakan dengan J (joule). Kalor juga dapat dinyatakan dengan satuan kal (kalori) atau kkal (kilo kalori). 

1 kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebanyak 1 kg air dengan suhu 1⁰C. 

1 kalori = 4.2 joule, sedangkan 1 joule = 0.24 kalori.

Namun, karena satuan internasional kalor adalah Joule, maka satuan kalor yang digunakan secara resmi adalah Joule.

 

Baca juga: Pengertian Magnet, Jenis-Jenis, Sifat, dan Bentuknya

 

Jenis-Jenis Kalor

Berdasarkan proses kerjanya, kalor terdiri atas beberapa jenis yaitu: 

• Kalor Pembentukan → merupakan kalor yang bisa membentuk 1 mol senyawa di dalam unsurnya. Contoh: .
• Kalor Penguraian → merupakan kalor yang bisa mengurai 1 mol senyawa dengan unsur lain.
• Kalor Pembakaran → merupakan kalor yang berasal dari suatu pembakaran 1 unsurnya.
• Kalor Netralisasi → merupakan kalor yang dibutuhkan supaya bisa membentuk 1 mol dari H2O dari suatu reaksi asam basa.
• Kalor Pelarutan → merupakan kalor yang dibutuhkan untuk proses pelarutan 1 mol zat. 

 

Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor bisa terjadi melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Untuk memahami ketiganya, kamu bisa simak uraian berikut.

Ilustrasi Perpindahan Kalor (Sumber: kompas.com)

 

1. Konduksi

Konduksi adalah cara perpindahan kalor yang terjadi akibat adanya perantara atau medium tanpa terjadinya perpindahan partikel dari medium itu sendiri. 

Medium atau benda yang bisa menghantarkan panas disebut juga sebagai konduktor. Benda-benda yang termasuk ke dalam konduktor contohnya yaitu besi, alumunium, tembaga, dan logam.

Contoh peristiwa konduksi adalah ketika kita memanaskan ujung penggaris besi, maka lama kelamaan ujung lainnya akan ikut memanas. Hal itu terjadi karena penggaris besi itu menghantarkan panas sampai ke ujung lainnya. Contoh lainnya adalah ketika merebus air dengan panci yang tertutup. Lama kelamaan, tutup panci tersebut akan ikut panas. 

 

2. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel atau molekul dari medium atau zat perantaranya. Konveksi ini terbagi menjadi dua, yaitu konveksi alami dan konveksi paksa.

Konveksi alamiah terjadi karena perpindahan dari molekul terjadi secara alamiah sesuai dengan massa jenis dari suatu zat. Contohnya adalah ketika memanaskan air. Massa air yang lebih kecil akhirnya akan mengalir ke atas. Proses tersebut akan berlangsung hingga air mencapai suhu yang sama. Itulah yang menjelaskan mengapa ketika air dipanaskan dalam waktu yang lama akan menggelembung.

Sedangkan konveksi paksa terjadi karena adanya pengaruh eksternal atau dari luar, seperti misalnya tekanan. Contoh konveksi paksa adalah radiator mobil yang berfungsi untuk mendinginkan mesin.

Sementara itu, contoh lain dari peristiwa konveksi adalah terjadinya  angin darat dan laut, asap cerobong asap bisa naik ke atas, serta ketika memasak kacang hijau, kacang akan ikut naik ke atas dengan air ketika dipanaskan. 

 

3. Radiasi

Radiasi adalah suatu perpindahan kalor yang terjadi tanpa melibatkan zat atau medium perantara apapun. Radiasi ini memiliki ciri khas dimana kalor yang dipindahkan tidak perlu bersentuhan. Dengan kata lain, kalor yang terpancar akan tetap mengalir ke arah yang dituju tanpa adanya medium. 

Contoh terjadinya radiasi adalah ketika seseorang menyalakan api unggun. Secara tidak sadar, ketika api unggun sudah berkobar dan menghasilkan panas, badan kita juga  akan terasa hangat. Selain itu, contoh lainnya adalah paparan sinar matahari yang bisa membuat baju yang dijemur menjadi kering. 

 

Baca juga: Urutan Planet di Tata Surya beserta Ciri dan Gambarnya

 

Contoh Soal Kalor

1. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 2 kg air yang bersuhu 23⁰C menjadi 100⁰C jika diketahui kalor jenis air 1000 J/kg⁰C?

Penyelesaian:

Diketahui: 

m = 2 kg

c = 1000 J/kg⁰C

ΔT = 100⁰C – 23⁰C = 77⁰C

Ditanya:

Q = ?

Jawab:

Q = mcΔT

Q = 2 kg . 1000 J/kg⁰C . 77⁰C

Q = 154.000 J

Jadi, besar kalor yang dibutuhkan adalah sebesar 154.000 J.

 

2. Suatu zat cair memiliki berat atau massa sebesar 5 kg. Kemudian zat cair itu memerlukan kalor sebesar 200.000 J  dipanaskan dari suhu 20⁰C hingga menjadi 70⁰C. Berapakah kalor jenis dari zat tersebut? 

Diketahui: 

m = 5 kg

Q = 200.000 J

ΔT = 70⁰C – 20⁰C = 50⁰C

Ditanya:

c = ?

Jawab: 

c = Q/m.ΔT

c = 200.000/5 x 50

c = 800 J/kg ⁰C

Maka, kalor jenis dari zat tersebut adalah 800 J/kg ⁰C. 

 

3. Suatu aluminium memiliki massa 4 kg, aluminium itu memiliki suhu awal sebesar 25 ⁰C. Jika aluminium itu menerima kalor sebesar 180.000 J, Jika kalor jenis dari aluminium adalah 900 J/kg ⁰C, berapakah suhu air dari aluminium tersebut? 

Diketahui: 

m = 4 kg

Q = 180.000 J

c = 900 J/kg ⁰C

T0 = 25 ⁰C

Ditanya:

T1 = ?

Jawab: 

Q = m.c.ΔT

180.000 = 4.900.(T1 – 25)

T1 – 25 = 180.000/4 x 900

T1 – 25 = 180.000/3600

T1 = 50 + 25

T1 = 75 ⁰C

Maka, suhu akhir dari aluminium tersebut adalah 75⁰C.

—

Itu tadi penjelasan lengkap tentang kalor, jenis-jenisnya, perpindahan kalor, hingga rumus dan contoh soalnya. Gimana? Seru, kan, belajar tentang kalor? Kalau kamu ingin belajar lebih lanjut tentang kalor, yuk gabung sekarang juga bersama Alta School!

Coba kelas gratisnya dengan klik gambar di bawah ini!

 

Referensi:

detik.com/edu/detikpedia/d-6434552/kalor-pengertian-satuan-rumus-dan-contohnya

iputan6.com/hot/read/5410010/apa-yang-dimaksud-dengan-kalor-pahami-pengertian-rumus-dan-contoh-soal?page=4

sampoernaacademy.sch.id/id/kalor-adalah/

(Diakses: 8 Mei 2024)

Sumber gambar:

kompas.com/skola/read/2020/06/07/152429769/perpindahan-kalor-pada-air-yang-dipanaskan-dalam-panci-aluminium

(Diakses: 8 Mei 2024)