Kalor Jenis

3 min read

kalor jenis berbagai jenis bahan

HermanAnis.com – Teman-teman semua, bahasan dalam Seri Fisika Dasar kali ini adalah Kalor Jenis. Dalam tulisan ini kita akan fokus pada tiga variabel fisis yang berkaitan dengan konsep kalor, yakni Kalor Jenis, kalor laten, dan kapasitas panas.

Catatan buat pembaca:
Pada setiap tulisan dalam www.hermananis.com, semua tulisan yang berawalan “di” sengaja dipisahkan dengan kata dasarnya satu spasi, hal ini sebagai penciri dari website ini.

Kalor

Sebelum membahas ketiganya, terlebih dahulu kita defenisikan apa itu kalor. Kalor atau panas merupakan salah satu bentuk energi, sehingga kalor dapat berpindah atau mengalir.

Secara fisis, kalor secara alamiah akan berpindah dari benda yang memiliki kuantitas kalor yang lebih besar ke benda yang kuantitas kalornya kecil. Definisi lebih lengkap anda dapat baca buku ajar yang standar.

Kemudian, dalam analisis dan penulisan satuan kalor secara Internasional atau dalam SI adalah Joule. Satuannya sama dengan satuan energi. Selain Joule, kalor juga memiliki satuan lain yakni kalori.

Kesetaraan energi kalor (kalori) dengan energi mekanik (Joule) adalah,

1 Kalori = 4.2 joule, atau 1 Joule = 0.24 kalori

Lebih lanjut, besarnya kalor yang di lepas atau di terima oleh zat yang menyebabkan temperatur atau suhunya berubah dapat di hitung dengan persamaan:

Rumus Kalor jenis

di mana:

Q = banyaknya kalor yang di lepas atau di terima oleh suatu benda (Joule atau kalor)
m = massa benda yang berubah suhunya (menerima atau melepas kalor (Kg atau gram)
c = kalor jenis zat (J/Kg⁰C atau kalori/g⁰C)
ΔT = perubahan suhu (C⁰) di mana ΔT = T2 -T1
T2 = suhu benda/zat yang lebih tinggi (ingat bukan suhu akhir) (⁰C)
T1 = suhu benda/zat yang lebih rendah (⁰C)

Apa itu Kalor Jenis?

Setelah memahami apa itu kalor? selanjutnya kita bahas besaran fisis yang berkaitan dengan kalor, yakni Kalor Jenis atau panas jenis. Panas Jenis suatu benda merupakan ukuran banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh benda/zat bermassa (1 kg atau 1 gram) untuk menaikkan suhu sebesar 1 derajat.

Dengan kata lain, Kalor Jenis merupakan ukuran kemampuan suatu benda untuk melepas atau menerima kalor. Semakin besar Kalor Jenis benda maka semakin besar kalor yang di butuhkannya untuk menaikkan suhunya, begitu juga sebaliknya. Satuan Kalor Jenis adalah J/Kg⁰C atau kal/g⁰C dan disimpolkan dengan c (huruf kecil).

Benda yang memiliki kalor jenis besar, akan membutuhkan kalor lebih banyak di bandingkan dengan benda yang kalor jenisnya kecil. Dalam penerapannya, konsep ini digunakan dalam menghasilkan peralatan memasak seperti panci.

Para produsen peralatan masak ini akan menggunakan bahan yang memiliki kalor jenis yang kecil. Hal ini agar energi panas atau kalor yang di perlukan untuk menaikkan suhu masakan lebih kecil, sehingga akan menghemat energi.

Jika suatu zat mempunyai kalor jenis tinggi maka zat itu memerlukan banyak kalor untuk menaikkan suhunya.

Tabel 1. Kalor jenis beberapa jenis zat

Kalor jenis beberapa jenis zat

Kalor jenis Air

Dalam tabel kalor jenis air adalah 1000 kal/KgoC, artinya untuk menaikkan suhu air sebesar 1 oC bermassa 1 kg, di perlukan kalor sebesar 1000 kalori.

Kalor jenis Es

Dalam tabel terlihat untuk es adalah 500 kal/KgoC, yang berarti untuk menaikkan suhu es sebesar 1 oC yang bermassa 1 kg, di perlukan kalor sebesar 500 kalori.

Berdasarkan dua contoh ini dapat di simpulkan bahwa, lebih di butuhkan banyak kalor untuk menaikkan suhu air di bandingkan es, dengan kata lain es akan lebih cepat naik atau berubah suhunya di bandingkan air.

Kalor Laten

Selanjutnya kita bahas harus mengetahui tentang kalor laten. Apa itu kalor laten? Kalor laten (L) adalah banyaknya kalor yang di butuhkan oleh suatu zat untuk mengubah wujudnya.  Kalor lebur dan kalor uap merupakan kalor laten.

Sehingga, ketika anda memanaskan sebongkah es secara terus menerus maka es tersebut lama kelamaan akan berubah menjadi air dan selanjutnya berubah menjadi uap air.

Misalnya, saat es melebur semua menjadi air, pada zat tidak ada perubahan suhu. Pada tekanan normal suhunya tetap pada titik leburnya yaitu 0⁰C.

sehingga, pada saat semuanya berubah menjadi uap air maka zat juga tidak terjadi perubahan suhu. Untuk tekanan normal suhunya tetap pada titik didihnya yaitu 100⁰C.

Oleh karena itu, dalam perubahan wujud zat berlaku persamaan:

Q = m L

dengan:

Q = banyaknya kalor (J atau kkal), kkal di baca kilokalori
m = massa zat (kg)
L  = kalor lebur (J/kg atau kkal/kg)
U = kalor uap (J/kg atau kkal/kg)

selanjutnya, untuk memahami mengenai kalor (Q), kalor laten (L) , perhatikan gambar berikut!

kalor jenis : Tangga suhu untuk memahami konsep kalor

Gambar menunjukkan sebuah benda mula-mula padat (misalkan es) di berikan kalor secara terus menerus sehingga berubah wujud menjadi cair (air). Jika pemberian kalor di lanjutkan maka zat cair akan berubah wujud menjadi gas (uap air).

dimana, selama proses zat akan mengalami kenaikan suhu dan perubahan wujud. Secara rinci dapat dituliskan bahwa perubahan:

  • padat ke cair disebut melebur
  • cair ke zat padat disebut membeku
  • cair ke gas disebut menguap
  • gas ke zat cair disebut mengembun

Sehingga, kalor yang di berikan pada suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut.

Hubungan Kalor Jenis dengan Kapasitas Kalor

Kapasitas panas atau kapasitas kalor, disimbolkan dengan C (huruf kapital), merupakan ukuran panas yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu zat. Konsep kapasitas panas banyak digunakan untuk menjelaskan perilaku gas.

Dari definisi tersebut, kita dapat menuliskan,

C = Q / ΔT

karena, Q = m c ∆T dan C = Q / ΔT, maka,

C = (m c ∆T)/ ΔT

dan di peroleh,

C = m c

faktor mc dalam persamaan ini adalah satu kesatuan, dan faktor inilah yang di sebut kapasitas panas (C).

dengan demikian maka hubungan Kalor (Q) dengan Kapasitas Kalor (C) dapat di tuliskan sebagai,

Q = C ∆T

atau,

C = Q / ΔT

di mana:

Q = kalor (J atau kalori)
C = kapasitas kalor (J/K atau kal/C)
c = kalor jenis suatu zat (J/kg K atau kal/gC)
m = massa benda (kg)
∆T = perubahan suhu/temperatur (K)

Sebagai kesimpulan, berikut beberapa perbedaan antara kalor jenis dan kapasitas kalor.

Tabel 2. Perbedaan Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

NoPerbedaanKalor JenisKapasitas Kalor
1DefinisiJumlah kalor untuk mengubah suhu zat 1 kg zat sebesar 1 KBanyaknya kalor untuk mengubah suhu zat sebesar 1 K
2SimbolcC
3SatuanJ kg-1 K-1J K-1
4Rumusc = Q/m∆TC = Q/∆T
5Hubungan dengan kalorQ = mc∆TQ = C∆T

Demikian,
Semoga bermanfaat

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *