KALOR

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.

   Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 - 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.

Teori dasar

1. Kalor yang diterima sama dengan (=) kalor yang dilepas : Azas/asas Black
- Penemu adalah Joseph Black (1720 - 1799) dari Inggris.

   2. Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan
- Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 - 1814) dari Amerika Serikat

   3. Kalor adalah salah satu bentuk energi
- Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 - 1878)
 

   4. Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik.
- Digagas oleh James Prescott (1818 - 1889)

Pengertian Kalor

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor

   1. massa zat

   2. jenis zat (kalor jenis)

   3. perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m.c.(t2 – t1)

Dimana :

•           Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

•           m adalah massa benda (kg)

•           c adalah kalor jenis (J/kgC)

•           (t2-t1) adalah perubahan suhu (C)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis :

•           Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu

•           Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c)

•          Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(t2-t1)

•          Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.

c = Q/m.(t2-t1)

•          Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

H = m.c

        Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap.

       

Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.

Keterangan Gambar :

Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)

Hubungan
Kalor Dengan Energi Listrik

Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.

Hubungan
Kalor Dengan Energi Listrik

Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P.t

Keterangan :

•          W adalah energi listrik (J)

•          P adalah daya listrik (W)

•          t adalah waktu yang diperlukan (s)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah

Q = m.c.(t2 – t1)

maka diperoleh persamaan :

P.t = m.c.(t2 – t1)

Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.

EXPANSION

THE EXPANSION OF SOLID

l Length expansion happen’s in the long solid’s with small section area. For example, in the metal bar. To investigate the length expansion in solid’s we can use misschenbroek device.

l Length expansion coefficient is a number that shows the increase of length per 1 metre in temperature increase of 1 K or 1 ⁰C

l The length expansion coefficient is formulated as follows :

            1.         a   : length expansion cofficient

            2.         Δƪ : the change of length

            3.         Δt : the change of temperature

            4.         ƪ˳ : initial length

            5.         ƪι : final length of the body after it is heated

            6.         t˳ : initial temperature

            Δƪ {read : delta ƪ }

            Δι {read : delta ι}

AREA EXPANSION

n Area expansion can be investigated in solid which is flat or thin disk-shaped, for example window glass.

n Area expansion coefficient is symbolized ß {read : betha }and it is defined as the ratio between area increase to the initial area of body perthe unit of temperature increase

n The relationship of ß and a is  ß : 2 a

Expansion principle in everyday life

1.       The expansion principle of metter which beneficial in everyday life are as follow’s

2.       Thermometer

3.       Liquid expansion such as mercury and alcohol in thermometer tube is used as the indicator of  temperature

4.       Riveting Metal Plate

5.       Riveting is to connect two metal plates by using a riveting nail

6.       Bimetal plates

            Bimetalic plates are the combination of two metal plates with diferent expansion coefficient         

               riveted to be one.

•         Bimetal plates if they are heated, they will bend to the direction of the metal exapnsion coefficient of which is smaller.

•         Bimetal plates are many used in the following devices.

ü Thermal switch, that is a switch that work based on thermal expansion. The termal switch is usually used in the fire alarm

ü Bimetalic thermostats are devices to measure a constant temperature. Bimetalic thermostats are usually used in electric irons, electric water heaters electric stoves and so on

•         Bimetal thermometers, have function of to measure a temperature. This thermometer does not use liquids as its pointer but they use thin bimetalic plates in the shape spyral.

•         The indicator of motorcycle or car

•         The setting of mirrir glass in  its closed frame will causing a gllas cracked even broken at that time the mirror glass expands bcause it geats heat or the temperature of glass increase.

•         Train rail can bend at that time the rail expands as the cause of sunlight. That can happen because the connection gap of two rail bars is not enough to accommodate rail expansion, so the ends of rail connection push each other and cause rail bends. The bending of train rail can endanger the journey of the train.

THANK YOU

Pembelajaran fisika kelas 8