IPA · Bab 4 Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Saeful Karim

24/08/2021 15:32:05

SMP 7 K-13

Daftar Isi

Bab 1 Pengukuran Bab 2 Materi dan Penggolongannya Bab 3 Wujud Zat dan Perubahannya Bab 4 Kalor dalam Perubahan Wujud Zat Bab 5 Perubahan Zat Bab 6 Pengamatan Gejala Alam Bab 7 Gerak Lurus Bab 8 Ciri-Ciri Makhluk Hidup Bab 9 Keanekaragaman Makhluk Hidup Bab 10 Sistem Organisasi Kehidupan Bab 11 Ekosistem Bab 12 Manusia dan Lingkungan

Halaman

Bab

Kalor dalam Perubahan

Wujud Zat

Pada siang hari yang cerah, kamu dapat merasakan panas

matahari. Hal itu dapat terjadi karena adanya perpindahan kalor

dari Matahari ke badanmu. Meskipun jarak antara Matahari

dan Bumi sangat jauh, kalor masih dapat berpindah. Tahukah

kamu apa yang dimaksud dengan kalor? Apakah pengertiannya

sama dengan panas?

Untuk memahami pengertian kalor, sifat-sifatnya, dan

hubungannya dengan suhu, pelajari bab ini dengan saksama.

Sumber:

www.mackayphotograph.co.uk

Kalor Dapat Mengubah

Suhu Benda

Kalor Dapat Mengubah

Wujud Zat

Hasil yang harus kamu capai:

memahami wujud

zat dan perubahannya.

Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:

mendeskripsikan peran

kalor dalam mengubah wujud

zat dan

suhu suatu benda, serta penerapannya dalam kehidupan

sehari-hari.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.

Diagram Alur

berpindah karena

mengubah

melalui proses

bergantung pada

Kalor

Wujud

zat

Suhu benda

Massa dan

jenis

zat

Perbedaan

suhu

Pengembunan

Peleburan

Penguapan

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa kembali jawa-

banmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan jawaban tersebut?

Ketika suatu

zat menerima atau melepas

kalor,

suhu atau wujud

zat tersebut dapat berubah.

Menurutmu, apakah perubahan

suhu dan wujud

suatu

zat dapat berlangsung serentak?

Tuliskan benda-benda di sekitarmu yang berkaitan

dengan penerapan

kalor.

A. Kalor Dapat Mengubah

Suhu Benda

1. Pengertian Kalor

Dalam kehidupan sehari-hari, kamu biasa mendengar

istilah air panas, air hangat, dan air dingin. Ketiga macam air

tersebut sebenarnya mengandung zat yang sama, yakni air,

tetapi memiliki suhu yang berbeda. Jadi, suhu menyatakan

derajat panas dan dinginnya zat. Perubahan suhu suatu

zat berhubungan erat dengan kalor yang diterima atau

dilepaskan oleh zat tersebut. Air dingin akan menjadi panas

jika mendapatkan energi dari luar. Misalnya, energi dari hasil

pembakaran bahan bakar minyak. Sebaliknya, air panas yang

berada dalam sebuah gelas, lama-kelamaan akan menjadi

dingin jika dibiarkan di udara terbuka karena terus-menerus

melepaskan energi ke udara di sekitar gelas.

Uraian tersebut menunjukkan bahwa zat menjadi panas

jika ada sejumlah energi yang merambat masuk ke dalam zat.

Lalu, zat menjadi dingin jika sejumlah energi keluar dari zat

tersebut. Energi yang merambat dari suatu benda ke benda

lain karena adanya perbedaan suhu dinamakan kalor.

Kalor sangat penting dalam kehidupan sehari-hari.

Sebagian besar energi yang digunakan manusia saat ini

adalah energi yang berasal dari Matahari. Mesin-mesin

pabrik, kendaraan bermotor, kapal laut, dan pesawat

terbang memerlukan aliran energi atau kalor. Energi yang

tersimpan dalam bahan bakar diubah menjadi kalor sebelum

dimanfaatkan menjadi energi kinetik (gerak).

2. Perpindahan Kalor Akibat

Perbedaan Suhu

Jika kamu sedang sakit panas, ibumu biasanya

mengompres dengan cara menempelkan handuk yang telah

dicelupkan ke dalam air di dahi. Menurutmu, air hangat atau

Tes Materi Awal

Gambar 4.1

Matahari adalah sumber

kalor.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.1

air dingin yang digunakan? Untuk apa hal itu dilakukan?

Hal tersebut dilakukan agar suhu tubuhmu menjadi turun.

Mengapa demikian? Untuk men jawabnya, lakukanlah

kegiatan Ayo Coba 4.1

berikut.

Tujuan

Menjelaskan perpindahan kalor akibat perbedaan suhu

Alat dan bahan

Segelas air panas, segelas air dingin, termometer, dan sebuah gelas

yang kosong

Cara kerja

Ukur suhu air panas dan air dingin dalam gelas masing-masing.

Catat hasil pengukurannya.

Masukkan air dingin dan air panas pada gelas yang kosong

tersebut.

Ukur suhu air campuran tersebut dan catat kembali hasil

pengukurannya.

Pertanyaan

Apakah air panas akan tetap panas?

Apakah air dingin akan tetap dingin?

Bagaimanakah suhu air setelah dicampur?

Setelah air panas dicampur dengan air dingin, campuran

air panas dan air dingin tersebut memiliki suhu yang sama.

Mengapa hal itu dapat terjadi? Air panas memiliki suhu

yang lebih tinggi dan molekul-molekulnya bergerak lebih

cepat daripada air dingin. Air panas mem berikan sebagian

energinya untuk menggerakkan molekul-molekul air dingin

sehingga bergerak lebih cepat daripada sebelumnya. Energi

yang dilepaskan air panas menyebabkan gerak molekul-

molekul air panas menjadi lebih lambat. Akhirnya, laju gerak

molekul air menjadi sama sehingga suhu kedua air menjadi

sama.

Dari kegiatan tersebut, dapat dikatakan bahwa energi

dapat berpindah karena perbedaan suhu. Air panas akan

melepaskan energi yang berwujud kalor, sedangkan air dingin

akan menerima kalor tersebut. Dengan kata lain, kalor dapat

berpindah secara alamiah dari benda yang bersuhu tinggi ke

benda yang bersuhu rendah. Akan tetapi, kalor tidak dapat

berpindah secara alamiah dari benda bersuhu rendah ke

benda bersuhu tinggi tanpa perlakuan tertentu dan tanpa

bantuan alat.

Sumber

Dokumentasi Penerbit

Gambar 4.2

Pencampuran air panas dan air

dingin menghasilkan

suhu akhir

yang sama.

Key Point

Hal Penting

Volume dari suatu

zat cair bermassa tetap,

berubah secara seragam

terhadap

suhu se

hingga

dapat digunakan untuk

mengukur

suhu.

The volume of a

xed

mass of liquid changes

uniformly with temperature

and so can be used to

measure temperature.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Ayo Coba 4.2

Perpindahan kalor memenuhi hukum kekekalan energi,

yakni kalor yang dilepaskan oleh suatu benda sama dengan

kalor yang diterima oleh benda penerima (asas Black).

3. Kalor dapat Mengubah Suhu

Suatu Benda

Pada saat kamu membantu ibumu untuk memanas-

kan air, mungkin kamu membutuhkan sebuah kompor.

Mengapa diperlukan kompor pada saat memanaskan air?

Energi apa yang terdapat pada kompor yang menyala?

Apakah akibat nya dari pemberian kalor terhadap suhu air?

Untuk menjawab semua pertanyaan tersebut, lakukanlah

kegiatan Ayo Coba 4.2

berikut.

Tujuan

Menjelaskan perubahan suhu suatu benda yang diakibatkan oleh

kalor

Alat dan bahan

Gelas kimia, kaki tiga, kasa, pembakar spiritus, termometer, dan

statif

Cara kerja

Susunlah alat-alat, seperti pada Gambar 4.3.

Nyalakan pembakar spiritus.

Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan

pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.

Amati perubahan yang terjadi pada termometer.

Pertanyaan

Apakah suhu air akan terus naik?

Apakah yang dapat kamu simpulkan?

Bersamaan dengan pemberian kalor, suhu air akan

terus naik sampai keadaan tertentu. Kegiatan tersebut me-

nunjukkan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

Semakin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda maka

semakin besar kenaikan suhu benda tersebut. Jadi dapat

dikatakan bahwa kenaikan suhu suatu benda sebanding

dengan kalor yang diberikan.

Pada saat kamu memanaskan satu gelas air dan satu teko

air sampai mendidih, apakah kalor yang diberikan sama? Untuk

mengetahuinya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.3

berikut.

Gambar 4.3

Suhu air naik sampai air

tersebut mendidih.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.3

Tujuan

Menjelaskan bahwa kalor yang dibutuhkan sebanding dengan

massa zat

Alat dan bahan

Dua buah gelas kimia, kaki tiga, kasa, pembakar spiritus atau

pembakar bunsen, termometer,

stopwatch

, dan statif

Cara kerja

Susunlah alat dan bahan seperti pada

Gambar 4.4.

Masukkan 100 g air ke dalam gelas kimia pertama dan 200 g

air ke dalam gelas kimia kedua.

Ukurlah suhu air pada kedua gelas kimia tersebut sebelum

pembakar dinyalakan.

Letakkan air dalam gelas kimia pertama di atas kaki tiga yang

telah diberi kasa. Nyalakan pembakar bersamaan dengan dijalan-

kannya

stopwatch

. Ukurlah waktu yang diperlukan untuk kenaikan

suhu 10

C, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan.

Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan

pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.

Ulangi langkah (4) untuk gelas kimia kedua, kemudian catat

waktunya. Perhatikan bahwa nyala api untuk semua langkah

di atas harus sama.

Tabel Hasil Pengamatan

Massa Air

(g)

Suhu

Awal (

Suhu

Akhir (

Kenaikan

Suhu (

Wa ktu

(menit)

100

....

200

....

Pertanyaan

Apakah pemberian kalor pada jumlah air yang berbeda akan

sama?

2. Untuk menaikkan suhu yang sama, manakah yang lebih

banyak membutuhkan kalor?

Gambar 4.4

(a) Massa air yang lebih

banyak, mem

butuhkan waktu

pemberian

kalor yang lebih

lama untuk mendidih daripada

(b) massa air yang lebih sedikit.

Informasi

IPA

Rekor untuk

Suhu Terpanas di

Permukaan Bumi

Para ilmuwan telah

menciptakan gas super panas

yang melebihi 2 milyar kelvin

atau 3,6 milyar fahrenheit.

Gas ini bahkan lebih panas

daripada sisi dalam Matahari,

yang bersuhu sekitar 15

juta kelvin, dan juga lebih

panas daripada temperatur

manapun yang dicapai di

Bumi. Akan tetapi, mereka

tidak mengetahui bagaimana

proses pembuatannya. Rekor

ini tercipta dengan mesin Z di

Laboratorium Nasional Sandia.

Sumber:

www.

sikaasyik.com

Dari kegiatan Ayo Coba 4.3, dapat dikatakan bahwa untuk

menaikkan suhu yang sama dengan jumlah zat yang berbeda, kalor

yang dibutuhkan akan berbeda. Semakin banyak massa suatu

benda, semakin besar kalor yang dibutuhkan untuk kenaikan

suhu tertentu. Dengan kata lain, kalor yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu suatu zat sebanding dengan massa zat tersebut.

Bagaimanakah dengan dua benda yang massanya sama,

tetapi jenisnya berbeda? Apakah banyaknya kalor yang di-

butuhkan untuk menaikkan suhu tertentu akan sama? Untuk

mengetahuinya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.4

berikut.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Ayo Coba 4.4

Tujuan

Menjelaskan bahwa kalor yang dibutuhkan bergantung pada jenis zat

Alat dan bahan

Dua buah gelas kimia, kaki tiga, kasa, pembakar spiritus atau

pembakar bunsen, termometer,

stopwatch

, statif, serta air dan

minyak goreng masing-masing sebanyak 100 g

Cara kerja

Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 4.5.

Masukkan air dan minyak goreng pada gelas kimia yang

berbeda dengan massa yang sama. Ukurlah suhu sebelum

dipanaskan.

Panaskan air dengan menggunakan pembakar sampai suhunya

naik 10

Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan

pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.

Dengan cara yang sama, panaskan juga minyak goreng. Catat

hasilnya pada tabel hasil pengamatan. Perhatikan bahwa nyala

api untuk semua langkah di atas harus sama.

Tabel Hasil Pengamatan

Bahan

Massa

(g)

Suhu

Awal (

Suhu

Akhir (

Kenaikan

Suhu (

Wa ktu

(menit)

Air

100

....

Minyak

goreng

100

....

Pertanyaan

Berdasarkan kegiatan di atas, apakah waktu yang dibutuhkan

untuk menaikkan suhu kedua bahan sama?

Untuk mencapai suhu tertentu, manakah yang lebih banyak

memerlukan kalor? Air ataukah minyak goreng? Mengapa?

Air

Minyak goreng

Gambar 4.5

Pemanasan yang sama

diberikan terhadap air dan

minyak goreng.

Apakah minyak goreng akan

lebih cepat panas?

Untuk kenaikan suhu yang sama, air memerlukan kalor

yang lebih banyak daripada minyak goreng. Hal tersebut

menunjukkan bahwa untuk jenis zat yang berbeda, kalor

yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu yang sama juga akan

berbeda. Dari kegiatan Ayo Coba 4.4, dapat dikatakan bahwa

kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung

pada jenis zat. Besaran yang membedakan pemberian

kalor pada jenis zat yang berbeda disebut kalor jenis. Kalor

jenis merupakan karakteristik suatu bahan. Bagaimanakah

jika suatu benda dipanaskan dengan suhu yang berbeda?

Apa pengaruhnya terhadap kalor yang diberikan? Untuk

memahaminya, lakukan kegiatan Ayo Coba 4.5

berikut.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Dari kegiatan Ayo Coba 4.5

memberikan petunjuk

kepadamu bahwa untuk jenis dan massa yang sama, jumlah

kalor yang diberikan memengaruhi kenaikan suhu benda.

Semakin banyak kalor yang diberikan, semakin besar pula

kenaikan suhu yang terjadi. Dengan demikian, jumlah kalor

yang diberikan sebanding dengan kenaikan suhu benda.

Dari kegiatan Ayo Coba 4.3,

Ayo Coba 4.4, dan Ayo Coba

4.5, dapat dikatakan bahwa kalor yang diterima atau yang

dilepaskan suatu benda (

) sebanding dengan perubahan suhu

zat (

ΔT

) dan massa zat (

). Selain itu, dipengaruhi jenis zat.

Hubungan besaran itu secara matematis dapat ditulis

sebagai berikut.

Q = m

ΔT

(4–1)

Informasi

IPA

Menempa dengan

Memanfaatkan Api

Api telah dimanfaatkan

oleh manusia selama

beribu-ribu tahun untuk

mendapatkan cahaya,

kehangatan, memasak,

dan melakukan peleburan.

Menempa adalah memanasi

logam di dalam api,

kemudian memalunya untuk

menghasilkan bentuk-bentuk,

seperti tapal kuda.

Sumber:

Jendela Iptek,

1997

Ayo Coba 4.5

Tujuan

Menjelaskan bahwa kalor yang dibutuhkan sebanding dengan

kenaikan suhu benda

Alat dan bahan

Dua buah gelas kimia, kaki tiga, kasa, pembakar spiritus atau

pembakar bunsen, termometer,

stopwatch

, dan air

Cara kerja

Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 4.6.

Masukkan 100 g air ke dalam masing-masing gelas kimia.

Ukurlah suhu air pada kedua gelas kimia tersebut sebelum

pembakar spiritus dinyalakan.

Panaskan air dengan nyala api kecil untuk gelas kimia pertama

dan nyala api besar untuk gelas kimia kedua. Bersamaan

dengan itu, hidupkan

stopwatch

Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan

pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.

5. Ukurlah kenaikan suhu dalam waktu 10 menit, kemudian

catat hasilnya pada tabel berikut.

Tabel Hasil Pengamatan

Gelas

Kimia

Nyala Api

Suhu

Awal (

Suhu

Akhir (

Kenaikan

Suhu (

Kecil

....

Besar

....

Pertanyaan

Apakah dengan pemberian nyala api yang berbeda dalam waktu

yang sama untuk kedua gelas kimia tersebut menghasilkan

kenaikan suhu yang sama?

Gambar 4.6

Pengaruh kenaikan

suhu

terhadap

kalor yang

dibutuhkan.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

dengan:

= kalor yang diterima/dilepaskan ( J)

= massa zat (kg)

ΔT

–

: perubahan suhu (°C atau K)

= kalor jenis ( J/kg°C)

Satuan kalor disebut kalori (kal) yang didefi

nisikan

sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan 1 gram air untuk

menaikkan suhunya 1°C.

Gagasan bahwa kalor adalah salah satu bentuk energi,

dikemukakan oleh ilmuwan Inggris yang bernama James

Prescott Joule

(1818–1889). Joule melakukan serangkaian

percobaan mengenai hubungan antara kerja yang dilakukan

dan kalor yang terjadi.

Hasil percobaan Joule tersebut menyatakan bahwa kerja

yang dilakukan sebesar 4,186 joule ( J) sebanding dengan

1 kalori. Jadi,

4,186 J

= 1 kal

4,186 × 10

J = 1 kkal

1 J

= 0,24 kal

Alat untuk mengetahui kalor jenis suatu zat disebut

kalorimeter. Kalorimeter dirancang khusus untuk meminimal -

kan pembuangan energi ke luar sistem. Jadi, pertukaran kalor

hanya terjadi pada air dan zat yang akan diukur kalor jenisnya.

Cara kerja kalorimeter dalam menentukan kalor jenis

adalah sebagai berikut. Bahan yang akan diukur kalor

jenisnya dipanaskan pada suhu tinggi dan secara akurat

diukur suhunya. Bahan dengan cepat dimasukkan ke dalam

kalorimeter yang berisi air dingin. Kalor jenis bahan dapat di -

ketahui dengan melihat suhu akhir campuran bahan dan air.

Dari hasil pengukuran di laboratorium, kalor jenis

beberapa zat diberikan dalam Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1

Kalor Jenis pada Tekanan 1 atm dan Suhu 20°C

Nama Zat

Kalor Jenis (

)

kkal/kg

J/kg°C

Aluminium

0,22

900

Tembaga

0,093

390

Kaca

0,3

840

Besi

0,11

450

Timbel

0,031

130

Marmer

0,21

860

Perak

0,056

230

Kayu

0,4

1.700

Alkohol

0,58

2.400

Raksa

0,033

140

Air = es (–5°C)

0,5

2.100

cair (15°C)

1,0

4.186

Sumber:

Fundamental of Physic,

2008

Air massanya 6 kg dipanaskan

dari 15

C sampai 45

Jika

kalor jenis air 1 J/kg

maka banyaknya

kalor yang

diperlukan untuk menaikkan

suhu air adalah ....

(UAS 2005)

a. 300 joule

b. 400 joule

c. 200 joule

d. 180 joule

Jawaban (d)

Diketahui:

= 6 kg

= 15

= 45

= 1J/kg

Ditanyakan:

Q = m

–T

)

= 6kg

1J/kg

(45

C–15

= 6kg

1J/kg

= 180 J

Pembahasan UN

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

alaAlamSekitaruntukKelasVII

Ayo Coba 4.6

B. Kalor dapat Mengubah

Wujud Zat

Kamu telah mengetahui bahwa kalor dapat mengubah

suhu suatu zat. Sebelumnya, kamu telah mengetahui per-

ubahan wujud zat. Air dapat berada dalam tiga wujud yang

berbeda, yakni padat, cair, dan gas. Mengapa air dapat

berubah wujud? Untuk menjawabnya, lakukanlah kegiatan

Ayo Coba 4.5

berikut.

Tujuan

Mengamati perubahan wujud zat

Alat dan bahan

Gelas kimia, kaki tiga, kasa, pembakar spiritus atau pembakar

bunsen, termometer, dan es batu

Sejumlah 1 kg air yang suhunya 20°C dipanaskan sehingga naik

menjadi 60°C. Hitunglah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu air tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

= 1 kg

= 20°C

= 60°C

= 4.186 J/kg°C (perhatikan Tabel 4.3)

Ditanyakan: besarnya

Jawab:

ΔT = T

– T

= 60°C – 20°C = 40°C

Q = m

ΔT

= 1 kg × 4.186 J/kg°C × 40°C

= 167.440 joule

Jadi,

= 167.440 joule

Contoh Soal 4.1

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 4.1

Apa yang dimaksud dengan kalor?

Berapakah energi kalor yang diperlukan

untuk memanaskan air dari 20

C sampai

C dengan massa air 700 g (

air

= 4.200J/kgK).

3. Berdasarkan Tabel 4.3, manakah antara

perak dan besi yang akan lebih cepat

menyerap kalor?

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Berdasarkan kegiatan Ayo Coba 4.6

tersebut, dapat

dibuktikan bahwa kalor dapat mengubah wujud suatu zat.

Es batu yang berwujud padat akan segera berubah menjadi

air yang berwujud cair dengan bantuan kalor. Selanjutnya,

air akan berubah menjadi uap yang berwujud gas jika kalor

terus diberikan. Mengapa hal itu dapat terjadi? Supaya

pemahaman mu lebih baik lagi, lakukanlah kegiatan Ayo

Coba 4.7

berikut.

Ayo Coba 4.7

Tujuan

Memahami perubahan wujud dari zat yang berbeda

Alat dan bahan

Sediakan tiga zat yang berbeda, misalnya es batu, mentega, dan uang

logam

Cara kerja

Masukkan ketiga zat tersebut masing-masing pada gelas kimia

yang berbeda.

Kemudian, masukkan ketiga gelas tersebut pada bejana yang

lebih besar.

Masukkan air panas ke dalam bejana besar sehingga penuh.

Pertanyaan

Kesimpulan apa yang kamu dapatkan dari percobaan tersebut?

Mentega Uang logam

Es batu

Gambar 4.7

Es batu mencair jika

dipanaskan.

Gambar 4.8

Kalor yang dibutuhkan

untuk mengubah wujud

zat

bergantung pada jenis

zat

tersebut.

Cara kerja

Susunlah alat seperti pada Gambar 4.7.

Bersihkan potongan es batu dengan tisu, kemudian masukkan

potongan es tersebut ke dalam gelas kimia.

Masukkan termometer untuk mengukur setiap kenaikan suhu

yang terjadi.

Nyalakan pembakar dan amati perubahan yang terjadi pada

es. Kemudian, catat hasil pengamatannya pada buku tulismu.

Teruskan pemanasan sehingga timbul uap.

Pertanyaan

Apakah suhu air terus naik?

Apakah yang dapat kamu simpulkan?

Es dapat mencair tanpa membutuhkan kalor yang lebih

besar. Pada suhu ruang saja es dapat meleleh, sedangkan

mentega dan uang logam tetap pada keadaannya. Hal ini

terjadi karena ketiga bahan tersebut memiliki titik didih

yang berbeda, yaitu suhu di mana zat tersebut akan berubah

wujud dari zat padat menjadi zat cair.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

la Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.9

Perubahan wujud akibat menerima kalor terjadi pada

peristiwa melebur dan menguap. Adapun perubahan wujud

akibat melepaskan kalor terjadi pada peristiwa mengembun

dan membeku. Perubahan wujud ini digambarkan dalam

Gambar 3.5.

1. Zat Membutuhkan Kalor

untuk Menguap

Kamu telah mengetahui bahwa kalor dapat mengubah

wujud zat. Bagaimana membuktikan bahwa pada saat

menguap zat membutuhkan kalor? Untuk membuktikan

bahwa pada saat menguap zat membutuhkan kalor,

lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.8

berikut.

Ayo Coba 4.8

Tujuan

Memahami bahwa penguapan membutuhkan kalor

Alat dan bahan

Pipet tetes dan spiritus

Cara kerja

Teteskan spiritus pada tanganmu dengan bantuan pipet tetes.

Pertanyaan

Apa yang dapat kamu rasakan?

Apakah spiritus di tanganmu menjadi kering?

Ke manakah hilangnya spiritus tersebut?

Mengapa tanganmu terasa dingin?

Tujuan

Memahami bahwa kalor dibutuhkan saat proses penguapan

Alat dan bahan

Panci, kompor, dan air

Cara kerja

Letakkan panci di atas kompor.

Isilah panci dengan 3 gelas air.

Sumber

www.astro.su.se

Gambar 4.9

Spiritus yang diteteskan akan

terasa dingin karena menyerap

kalor dari tangan.

Gambar 4.10

Pendidihan air

Pada saat spiritus diteteskan, tanganmu akan terasa

dingin karena spiritus cepat menguap. Penguapan terjadi

karena molekul-molekul zat meninggalkan permukaannya.

Penguapan zat membutuhkan kalor. Kalor yang diperlukan

spiritus untuk menguap diambil dari kulit tanganmu se-

hing ga tangan terasa dingin. Untuk lebih memperkuat pe-

ma hamanmu bahwa pada penguapan dibutuhkan kalor,

lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.9

berikut.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Ayo Coba 4.10

Dari kegiatan Ayo Coba 4.9 dapat diamati bahwa pemanas-

an akan mengakibatkan molekul-molekul zat cair melepaskan

diri dari permukaaan zat cair. Proses ini dinamakan dengan

penguapan, yaitu proses perubahan wujud zat cair menjadi

gas. Ini menunjukkan bahwa penguapan membutuhkan

kalor.

2. Zat Melepaskan Kalor

pada Saat Mengembun

Kamu telah mengetahui bahwa pada saat menguap, zat

membutuhkan kalor. Bagaimanakah jika proses tersebut

berlangsung sebaliknya? Untuk mengetahuinya, lakukanlah

kegiatan Ayo Coba 4.10

berikut.

Tujuan

Memahami bahwa pengembunan melepaskan kalor

Alat dan bahan

Sediakan satu gelas air panas dan es batu

Cara kerja

Tutuplah gelas yang berisi air panas dengan menggunakan

penutup gelas secara terbalik dan letakkan es batu di atasnya,

seperti Gambar 4.11.

Setelah lima menit, angkatlah es batu dari penutup gelas,

kemudian ambil penutup gelas dengan hati-hati. Amati yang

terjadi di balik penutup gelas.

Pertanyaan

Apa yang terjadi pada penutup gelas dan es?

Berasal dari manakah tetesan air tersebut?

Disebut apakah proses tersebut?

Apakah pada proses tersebut membutuhkan kalor atau me-

lepaskan kalor?

Di balik tutup gelas terdapat titik-titik air hasil pe ngem-

bunan. Hal tersebut terjadi karena beberapa molekul air panas

yang berupa gas mengalami pendinginan. Perlahan-lahan gas

tersebut berubah wujud menjadi cair yang berupa tetesan-

tetesan air. Kalor pada uap (gas) terlepas sehingga gerak molekul

Gambar 4.11

Uap air akan melepas

kalor

yang diterima oleh es batu.

DarikegiatanAyoCoba49dapatdiamatibahwapemanas

Nyalakan kompor sampai air mendidih. Amati yang terjadi

pada saat air mendidih.

Pertanyaan

Apakah air berkurang? Jika berkurang, ke manakah hilangnya

air tersebut?

Apakah air menerima atau melepaskan kalor? Jelaskan.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.11

yang semula cepat berubah menjadi lambat. Akibatnya, uap air

menjadi cair. Adanya proses pendinginan (penurunan suhu)

pada pengembunan menunjukkan zat melepaskan kalor.

3. Mempercepat Penguapan

Dalam kehidupan sehari-hari, penguapan dimanfaatkan

untuk kebutuhan tertentu, misalnya untuk mengeringkan

pakaian. Penguapan sering kali dapat dipercepat. Bagaima-

nakah caranya? Untuk mengetahuinya, lakukanlah kegiatan

Ayo Coba 4.11

berikut.

Tujuan

Memahami cara mempercepat penguapan

Alat dan bahan

Air mendidih, dua buah piring, dan dua buah gelas

Cara kerja

Tuangkan air mendidih pada piring dan gelas dalam jumlah

yang sama, seperti pada Gambar 4.12.

Tuangkan air mendidih dalam jumlah yang sama pada dua

gelas yang sama bentuk dan ukurannya. Tutuplah salah satu

gelas dengan penutup gelas. Biarkan beberapa menit.

Tuangkan air mendidih pada dua piring yang sama bentuk

dan ukurannya. Berilah angin pada salah satu piring dengan

cara meniupnya atau dengan bantuan kipas angin.

Pertanyaan

Air pada tempat manakah yang lebih cepat dingin pada setiap

cara kerja? Mengapa demikian?

Kesimpulan apa yang dapat kamu ambil dari percobaan

tersebut?

Gambar 4.12

Beberapa cara untuk

mempercepat penguapan,

yaitu a) memperluas bidang

permukaan, b) mengurangi

tekanan permukaan, dan

c) mengembuskan udara dingin.

Pada kegiatan Ayo Coba 4.11, air mendidih yang

ditempatkan dalam piring akan lebih cepat menguap

dibandingkan dengan air mendidih yang dimasukkan dalam

gelas. Hal tersebut terjadi karena luas permukaan piring

lebih luas daripada permukaan gelas. Jadi, dapat dikatakan

bahwa penguapan dapat dipercepat dengan memperluas

bidang permukaan.

Pada kegiatan tersebut, juga terlihat bahwa gelas yang

dibuka tutupnya lebih cepat dingin daripada gelas yang ditutup.

Hal tersebut terjadi karena tekanan pada permukaan gelas

lebih kecil. Jadi, dapat disimpulkan bahwa permukaan dapat

dipercepat dengan mengurangi tekanan pada permukaan.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Cara mempercepat penguapan dapat juga dilakukan

dengan mengembuskan udara dingin di atas permukaan air.

Dengan mengembuskan udara dingin, tekanan di atasnya

akan menjadi lebih kecil. Dengan demikian, jarak di antara

molekul-molekul udara di atas permukaan air menjadi lebih

besar atau lebih regang.

4. Zat Mendidih pada Suhu yang

Tetap Jika Tekanan Tidak Berubah

Setiap hari kamu membutuhkan air minum. Untuk men-

dapat kan air sehat dan bebas kuman, kamu harus memasak

air terlebih dahulu sampai mendidih. Bagaimanakah suhu air

ketika mendidih? Apakah pada saat itu air membutuhkan kalor?

Untuk menjawabnya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.12

berikut.

Ayo Coba 4.12

Tujuan

Mengamati pendidihan air

Alat dan bahan

Gelas kimia, air, pembakar spiritus atau pembakar bunsen, kaki

tiga, kasa, statif, klem, termometer, dan

stopwatch

Cara kerja

Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 4.13.

Masukkan 50 mL air ke dalam gelas kimia. Panaskan air

tersebut dengan pembakar. Ukurlah perubahan suhu air

setiap 10 sekon. Catat hasil pengamatanmu pada suatu tabel.

Hentikan pemberian kalor jika air telah mendidih selama 2 menit.

Pertanyaan

Bagaimanakah keadaan suhu air sebelum mendidih?

Bagaimanakah keadaan suhu air pada saat mendidih?

Buatlah sketsa grafi

k perubahan suhunya, lalu buatlah ke-

simpulan tentang keadaan suhu pada saat mendidih.

Sesuai dengan konsep yang telah kamu ketahui, suhu

air akan terus naik sesuai dengan penambahan kalor.

Akan tetapi, saat zat mendidih, suhu air seakan-akan tidak

berubah. Pada saat mendidih, suhu air tetap padahal kalor

terus kamu berikan. Jika kamu gambar, sketsa grafi

knya

berbentuk seperti Gambar 4.14.

Grafi

k tersebut menjelaskan bahwa pada proses

, kalor

yang diterima air digunakan untuk menaikkan suhu. Pada proses

, kalor yang diterima air tidak digunakan untuk menaikkan

suhu, tetapi digunakan untuk mengubah wujud air menjadi

uap. Kalor yang diberikan tersebut seakan-akan tersembunyi.

Kalor ini dinamakan kalor laten. Titik pada saat zat tepat mulai

mendidih disebut titik didih.

Gambar 4.13

Pendidihan air

Gambar 4.14

Gra

k hubungan antara waktu

pemanasan dan

suhu air pada

tekanan 1 atm.

(

100

Air mendidih

Suhu air naik

Lakukan kegiatan dengan

hati-hati, terutama ketika

menyalakan pembakar

spiritus. Jangan bermain-

main dengan api.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.13

Pada tekanan 1 atm (76 cmHg) air mendidih pada suhu

100°C. Titik didih ini disebut titik didih normal. Pada tekanan

di bawah 1 atm, air mendidih di bawah 100°C, sedangkan di

atas tekanan 1 atm, air mendidih di atas 100°C. Sekarang,

kamu dapat memahami bahwa memasak air di dataran tinggi

lebih cepat mendidih daripada di pantai karena tekanan di

dataran tinggi kurang dari 1 atm.

5. Kalor yang Dibutuhkan untuk

Mendidihkan Zat Bergantung

pada Massa dan Jenis Zat

Kamu tentu telah memperkirakan bahwa untuk men-

didihkan air yang massanya sedikit akan lebih cepat

dibandingkan dengan mendidihkan air yang lebih banyak.

Mengapa demikian? Untuk mempelajarinya, lakukanlah

kegiatan Ayo Coba 4.13

berikut.

Tujuan

Memahami bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat

bergantung pada massa zat

Alat dan bahan

Dua buah gelas kimia, air, pembakar spiritus atau pembakar bunsen,

kaki tiga, kasa, dan

stopwatch

Cara kerja

Isilah kedua gelas kimia tersebut dengan air masing-masing

sebanyak 300 mL dan 100 mL.

Panaskan kedua gelas kimia dengan pembakar yang sama

secara bergantian. Usahakan nyala api tidak berubah. Catat

waktu yang diperlukan sampai air mendidih.

Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan

pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.

Berdasarkan kegiatan Ayo Coba 4.13

tersebut, dapat

dikatakan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan

suatu zat bergantung pada besar massanya. Semakin banyak

massa zat, semakin lama untuk mendidihkannya. Hal ini

disebabkan banyak partikel zat yang harus diubah menjadi

gas sehingga semakin banyak kalor yang diberikan untuk

mendidih.

Apakah untuk mendidihkan zat yang berbeda memer-

lukan jumlah kalor yang berbeda pula? Untuk menjawabnya,

lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.14 berikut.

Gambar 4.15

Di pegunungan air lebih cepat

mendidih dibandingkan di tepi

pantai.

Gambar 4.16

(a) Dengan massa air yang

lebih banyak, akan lebih lama

mendidih daripada

(b) massa yang sedikit.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Ayo Coba 4.14

Air memiliki titik didih yang lebih besar dibandingkan

dengan alkohol. Jadi, air lebih banyak membutuhkan kalor

daripada alkohol untuk mencapai suhu tertentu. Seperti yang

telah dibahas sebelumnya bahwa kalor sebanding dengan massa

benda. Begitu pula kalor yang digunakan untuk mendidihkan

suatu zat akan sebanding dengan massa zat tersebut. Selain itu,

kalor yang digunakan untuk mendidihkan suatu zat bergantung

pada jenis zat tersebut. Jenis zat ini akan menentukan titik

didihnya, yaitu suhu di mana suatu zat berubah wujud dari

zat cair menjadi gas pada tekanan 1 atm. Titik didih suatu zat

sama dengan titik embunnya, yaitu di mana terjadi proses

pengembunan atau perubahan wujud dari gas menjadi cair.

Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 kg

zat pada titik didihnya disebut kalor uap (

). Besar kalor uap

selalu sama dengan kalor embun, yakni kalor yang diperlukan

untuk mengembunkan 1 kg zat gas.

Secara matematis, hubungan antara kalor yang di bu-

tuhkan untuk mendidihkan suatu zat dengan massanya

ditulis sebagai berikut.

Q = m

(4–2)

dengan:

= banyaknya kalor yang diperlukan ( J)

= massa zat (kg)

= kalor uap ( J/kg)

Tujuan

Memahami bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidih ber-

gantung pada jenis zat

Alat dan bahan

Dua buah gelas kimia, air, alkohol, pembakar spiritus atau pembakar

bunsen, kaki tiga, kasa, dan

stopwatch

Cara kerja

Isilah gelas kimia pertama dengan air sebanyak 50 g dan gelas

kimia kedua dengan alkohol sebanyak 50 g.

Panaskan kedua gelas kimia dengan pembakar secara ber-

gantian. Usahakan nyala api tidak berubah. Catat waktu yang

diperlukan sampai mendidih.

Pertanyaan

Zat cair manakah yang lebih cepat mendidih?

Manakah yang paling banyak memerlukan kalor sampai zat

cair mendidih?

Buatlah kesimpulan tentang hubungan antara kalor yang di-

perlukan sampai mendidih dan jenis zat cair.

Air

Alkohol

Gambar 4.17

Antara (a) air dan (b) alkohol,

manakah yang memerlukan

kalor lebih banyak sampai

keduanya mendidih?

Lakukan kegiatan dengan

hati-hati, terutama ketika

menyalakan pembakar

spiritus. Jangan bermain-

main dengan api.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Dari hasil percobaan, diperoleh beberapa titik didih zat cair

yang diperlihatkan pada Tabel 4.2

berikut.

Tabel 4.2

Titik Didih Berbagai Zat

Nama Zat

Titik Didih (°C)

Kalor Uap

Kkal/kg

J/kg

Oksigen

–180

2,1

Alkohol

204

8,5

Air

100

539

22,6

Timbel

1.750

208

8,7

Perak

2.193

558

Tungsten

5.900

1.150

Besi

3.032

1.520

63,4

Tabel 4.2 memperlihatkan bahwa zat yang berbeda me-

miliki titik didih yang berbeda pula. Di antara berbagai jenis zat

cair, air memiliki titik didih yang relatif besar daripada zat cair

lainnya sehingga air sering digunakan sebagai pendingin benda-

benda yang memiliki titik didih di atas 100°C.

6. Pada Saat Melebur Zat

Membutuhkan Kalor

Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi

cair. Kamu telah mengetahui bahwa perubahan wujud terjadi

jika benda diberi kalor. Kamu akan mengamati hubungan

antara kalor dan perubahan suhu pada saat melebur.

Lakukanlah kegiatan Ayo Coba 4.15 berikut.

Ayo Coba 4.15

Tujuan

Memahami bahwa melebur memerlukan kalor

Alat dan bahan

Gelas kimia kecil, kasa, parafi

n, pembakar spiritus atau pembakar

bunsen, kaki tiga, statif, termometer, dan

stopwatch

Hitunglah kalor yang diperlukan 0,5 kg alkohol hingga seluruhnya

menjadi uap.

Penyelesaian:

Diketahui:

= 0,5 kg

= 0,85 × 10

J/kg

Ditanyakan: besarnya

Q = m

= 0,5 kg × (0,85 × 10

J/kg)

= 425.000 J

Jadi,

= 425 kJ.

Contoh Soal 4.2

Key Point

Hal Penting

Melebur adalah proses

perubahan wujud dari padat

menjadi cair pada

suhu

konstan. Membeku adalah

proses perubahan wujud

dari cair menjadi padat pada

suhu konstan. Melebur dan

membeku hanya terjadi

pada titik lebur dari benda.

Melting is the process by

which a solid becomes a liquid

at constant temperature.

Freezing is the process by

which a liquid becomes a

solid at constant temperature.

Melting and freezing take

place only at the melting point

of the substance.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Suhu parafi

n terus naik dengan cepat sesuai dengan

penambahan kalornya sampai melebur. Pada saat parafi

melebur atau membeku, suhunya tidak berubah padahal

kalor terus diberikan. Suhu pada saat melebur disebut titik

lebur. Titik lebur suatu zat sama dengan titik bekunya.

Kalor yang tersembunyi saat meleburkan atau mem-

bekukan suatu zat disebut kalor laten lebur atau kalor laten

beku yang biasanya dikenal dengan kalor lebur atau kalor

beku saja. Besarnya kalor lebur dan kalor beku adalah sama

untuk satu jenis zat. Pada saat itu, kalor yang diberikan tidak

digunakan untuk mengubah suhu, tetapi digunakan untuk

mengubah wujud suatu zat. Sketsa grafi

k pada peleburan

dan pembekuan parafi

n diperlihatkan pada Gambar 4.19.

Perhatikan Gambar 4.19. Pada proses

, suhu naik sesuai

dengan penambahan kalor. Pada proses ini, kalor di gunakan

untuk menaikkan suhu. Proses

, kalor digunakan untuk

melebur kan zat. Setelah melebur seluruhnya, kalor kembali

digunakan untuk menaikkan suhu. Setelah pemberian kalor

dihentikan, suhu kembali turun. Pada proses

, suhu zat tetap,

sementara kalor dilepaskan selama pembekuan zat. Setelah

membeku seluruhnya, kalor dilepaskan untuk menurunkan

suhu (pada proses

Cara kerja

1. Potong-potonglah parafi

n menjadi bagian-bagian kecil, lalu

masukkan ke dalam gelas kimia.

Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 4.18.

Nyalakan pembakar bunsen. Amati perubahan dan suhu parafin

setiap 30 sekon. Catat hasil pengamatanmu pada tabel

berikut.

No.

Wa ktu

(sekon)

Suhu Pemanasan

Parafi

n (°C)

Suhu Pendinginan

Parafi

n (°C)

...

Matikan pembakar spiritus pada saat seluruh parafi

n telah

melebur. Catat pendinginan suhu parafi

n setiap 30 sekon.

Gambarlah sketsa grafi

k yang menyatakan hubungan antara

suhu dan waktunya.

Pertanyaan

Bagaimanakah suhu parafi

n sebelum melebur?

Bagaimanakah suhu parafi

n pada saat melebur?

Bagaimanakah suhu parafi

n ketika membeku?

Dipakai apakah kalor yang diterima parafi

n pada saat melebur

atau membeku?

Pemanasan para

(

( J )

Pendinginan para

Gambar 4.18

Sebuah gelas kimia yang berisi

potongan para

n dibakar di

atas pembakar spiritus.

Gambar 4.19

Gra

k pemanasan dan

pendinginan para

( J )

(

Lakukan kegiatan dengan

hati-hati, terutama ketika

menyalakan pembakar

spiritus. Jangan bermain-

main dengan api.

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

Ayo Coba 4.16

7. Kalor yang Diperlukan Untuk

Melebur Bergantung pada Massa

Zat dan Jenis Zat

Sudah kamu ketahui bahwa kalor yang diperlukan

untuk mendidihkan suatu zat bergantung pada massa zat

dan jenisnya. Semakin banyak zat yang didihkan semakin

besar pula kalor yang diperlukannya. Bagaimanakah dengan

peleburan, apakah massa zat yang lebih besar juga me-

merlukan kalor lebih banyak? Untuk mengetahuinya, lakukan

kegiatan Ayo Coba 4.16

berikut.

Tujuan

Memahami bahwa kalor yang diperlukan untuk melebur bergantung

pada massa zat

Alat dan bahan

Lilin, gelas kimia kecil, kaki tiga, kasa,

stopwatch

, dan pembakar

spiritus atau pembakar bunsen

Cara kerja

Panaskan setengah potong lilin dan hitung waktu yang di-

perlukan untuk meleburnya.

Panaskan kembali sepotong lilin dengan pembakar yang sama

dan hitung waktu yang diperlukan untuk meleburnya.

Pertanyaan

Berdasarkan kegiatan tersebut, lilin mana yang lebih lama untuk di-

leburkan dan lilin manakah yang lebih banyak memerlukan kalor?

Semakin banyak massa suatu zat, semakin besar pula

kalor yang diperlukan untuk meleburkannya. Hal tersebut

menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan untuk melebur-

kan suatu zat bergantung pada massanya.

Apakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan zat

juga bergantung pada jenisnya? Telah dilakukan percobaan

peleburan antara alkohol beku dan es dengan massa yang

sama. Diperoleh bahwa kalor yang diperlukan oleh es untuk

melebur lebih besar dibandingkan kalor yang diperlukan

alkohol. Hal ini menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan

untuk melebur bergantung pada jenis zat. Setiap jenis

zat memiliki kalor lebur yang berbeda-beda. Kalor lebur

adalah kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah

wujudnya dari padat menjadi cair pada titik leburnya. Titik

lebur adalah suhu suatu zat pada saat zat mulai mencair.

Lakukan kegiatan dengan

hati-hati, terutama ketika

menyalakan pembakar.

Jangan bermain-main

dengan api.

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Adapun kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk mem-

beku pada titik bekunya disebut kalor beku. Besarnya kalor

beku sama dengan kalor lebur dan titik bekunya sama dengan

titik leburnya. Secara matematis, dituliskan sebagai berikut.

Q = m

(4–3)

dengan:

= jumlah kalor yang diperlukan ( J)

= massa zat (kg)

= kalor lebur ( J/kg)

Suatu percobaan telah dilakukan untuk mendapatkan

titik lebur dan kalor lebur beberapa jenis zat, seperti pada

Tabel 4.3 berikut.

Tabel 4.3

Titik Lebur dan Kalor Lebur Beberapa Zat

No.

Nama Zat

Titik Lebur (°C)

Kalor Lebur ( J/kg)

Alkohol

–97

0,69

Raksa

–39

1,2

Air

3,33

Timbel

327

0,25

Aluminium

660

4,03

Tembaga

1.083

2,06

Platina

1.796

1,13

Tugas 4.1

Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi

ke benda bersuhu lebih rendah. Terdapat tiga jenis perpindahan

kalor, yakni konduksi, konveksi, radiasi. Bersama 3 temanmu

lainnya, carilah literatur berkenaan tentang konduksi, konveksi,

dan radiasi tersebut. Buatlah resume dari literatur tersebut,

kemudian presentasikan di depan kelas.

Jelaskan apa yang dimaksud dengan:

a. menguap dan mengembun,

b. mencair dan membeku,

c. menyublim.

2. Bagaimanakah caranya untuk memper-

cepat penguapan? Jelaskan.

Jelaskan pengertian kalor laten.

4. Perhatikan Tabel 4.6. Berapa derajatkah

suhu air ketika akan menjadi es?

5. Bahan apakah yang dapat dipanaskan

hingga mencapai suhu 1.500°C?

Apa yang akan terjadi jika kamu akan me-

leburkan tembaga menggunakan wadah

dari bahan timbel?

7. Diketahui 4 kg es pada suhu –4°C di-

panaskan menjadi air 5°C. Jika kalor lebur

es 332.000 J/kg, berapakah kalor yang di-

butuhkan?

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 4.2

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

eksi

•

Kalor adalah energi yang berpindah.

•

Kalor dapat mengubah suhu dan wujud

suatu benda.

•

Kalor dapat berpindah dari benda bersuhu

tinggi ke benda bersuhu rendah secara

alamiah.

•

Kalor tidak dapat berpindah dari benda

bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi

secara alamiah.

•

Benda dapat berubah wujud. Ada tiga ke-

adaan benda, yaitu padat, cair, dan gas.

•

Persamaan matematis yang menyatakan

hubungan antara jumlah kalor, massa zat,

kalor jenis zat, dan perubahan suhu adalah

Q = m

ΔT

•

Pada saat zat cair menguap, zat tersebut

membutuhkan kalor walaupun pada saat

itu suhu zat tetap.

•

Penguapan zat cair dapat dipercepat dengan

cara memperluas permukaan, meng urangi

tekanan, dan mengembuskan udara

dingin.

•

Zat mendidih pada suhu tetap jika tekanan

tidak diubah.

•

Proses mendidih suatu zat cair bergantung

pada jenis zat dan massa zat.

•

Jumlah kalor yang diperlukan untuk men-

didihkan suatu zat adalah

Q = m

•

Suhu zat pada saat melebur adalah tetap.

•

Kalor yang diperlukan untuk meleburkan

suatu zat bergantung pada massa zat dan

jenis zat.

•

Jumlah kalor yang diperlukan untuk me-

leburkan suatu zat adalah

Q = m

Selamat, kamu telah selesai mempelajari

Bab Kalor dalam Perubahan Wujud Zat.

Selain menarik untuk dipelajari, semua

zat ataupun benda yang terdapat di alam

semesta tidak lepas dari pengaruh kalor.

Sangat menarik, bukan? Selain itu, kamu

juga dapat mempelajari perubahan wujud zat

dan per pindahan kalor. Dapat kah kamu me-

nyebutkan manfaat dari kalor?

Setelah mempelajari bab ini, bagian mana-

kah yang paling kamu sukai? Bagian mana

pula yang belum kamu pahami? Diskusikanlah

dengan gurumu agar kamu lebih menguasai

materi dalam bab ini.

Rangkuman

Kalor dalam Perubahan Wujud Zat

Perpindahan kalor antara dua benda dapat

terjadi apabila kedua benda tersebut me-

miliki perbedaan ....

a. massa c. suhu

b. jenis zat d. wujud

2. Besarnya energi kalor yang dibutuhkan

untuk mengubah suhu bergantung pada ....

massa, kalor jenis, dan perubahan

suhu zat

massa, ukuran, dan kalor jenis zat

wujud, kalor jenis, dan massa zat

d. perubahan suhu, wujud, dan ukuran

zat

Energi kalor sebesar 1 kJ setara dengan ....

0,24 kal

24 kal

b. 2,4 kal d. 240 kal

Padat

Cair

Gas

Perubahan wujud zat yang melepaskan

kalor pada diagram tersebut adalah ....

1, 3, dan 6

1, 4, dan 6

2, 3, dan 6

2, 3, dan 5

Pada pemanasan air terjadi perubahan suhu

dari 27°C sampai 100°C. Suhu tidak berubah

lagi walaupun pemanasan diteruskan. Hal

ini terjadi karena kalor yang diberikan ....

diserap wadah air

diserap udara luar

untuk perubahan wujud

untuk mendidihkan air

6. Bagian kulit yang ditetesi spiritus akan

terasa dingin karena ....

spiritus menguap karena dingin

b. spiritus menguap karena kalor dari

udara

c. spiritus menguap dengan menyerap

kalor dari kulit

spiritus menguap dengan melepaskan

kalor ke kulit

7. Suatu benda yang mengalami perubahan

wujud maka ....

suhu benda naik

suhu benda tidak berubah

suhu benda turun

suhu benda dapat naik dan turun ber -

gantung pada jenis perubahan wu-

judnya

8. Titik didih normal zat adalah titik didih

pada tekanan ....

a. 0,5 atm c. 1 atm

0,75 atm

2 atm

9. Di bawah ini, termasuk perubahan wujud

zat yang melepaskan kalor adalah pada

saat ....

pembekuan dan penguapan

pembekuan dan pengembunan

penguapan dan peleburan

peleburan dan pengembunan

10. Perubahan wujud zat berikut yang terjadi

dengan disertai pelepasan kalor adalah ....

a. menguap c. mengembun

b. mencair d. mendidih

11. Besar energi kalor yang diterima zat pada

saat mengalami penguapan adalah ....

Q = m

ΔT

Q = m

Q = c

ΔT

12. Menyublim adalah peristiwa ....

perubahan wujud zat dari cair men-

jadi gas

melelehnya zat padat menjadi cair

penguapan zat padat secara langsung

d. pembekuan zat

13. Suatu benda bermassa 2 kg memiliki kalor

jenis 400 J/kg°C dan bersuhu 20°C dipanas-

kan sampai 50°C. Kalor yang diperlukannya

sebesar ....

24.000 joule

140.000 joule

36.000 joule

160.000 joule

A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.

Kerjakanlah di buku latihanmu

es Kompetensi Bab 4

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII

B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.

1. Berikan alasan mengapa kalor dapat

disebut sebagai salah satu bentuk energi?

Jelaskan dan berikan contoh pemanfaatan

energi kalor dalam kehidupan sehari-hari.

Apakah perbedaan antara peristiwa me-

nguap dan mendidih? Menurutmu, apakah

penguapan dapat terjadi tanpa harus men-

didih terlebih dahulu? Jelaskan.

3. Es sebanyak 20 g pada suhu -15°C di-

panaskan hingga suhu 0°C. Kalor jenis es

adalah 0,5 kal/g°C. Berapakah kalor yang

telah diterima es tersebut?

4. Hitunglah kalor yang diperlukan 0,4 kg

alkohol hingga seluruhnya berubah wujud

menjadi uap. Nilai kalor uap dari alkohol

adalah 0,85 × 10

J/kg.

100

air (25

air (100

Uap air (100

(J)

(

Hitunglah banyaknya kalor yang dibutuh-

kan 0,5 kg air bersuhu 25°C untuk berubah

menjadi 0,5 kg uap air bersuhu 100°C. Kalor

jenis air adalah 4.200 J/kg°C dan kalor uap

air adalah 2.270 kJ/kg.

14. Bentuk grafi

k yang tepat untuk pemanasan

es – 10°C hingga menjadi air bersuhu 25°C

adalah ....

(J)

(

-5

-10

(J)

(

-5

-10

(J)

(

-5

-10

(J)

(

-5

-10

15. Alkohol sebanyak 100 gram mengalami

penguapan. Besar energi yang dibutuh-

kan untuk menguapkan alkohol tersebut

adalah ....

(

= 0,85 × 10

J/kg)

0,850 kJ

85,0 kJ

8,50 kJ

850 kJ

C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.

Mengapa saat akan turun hujan, badan kamu merasa gerah? Adakah kaitannya dengan perubahan

wujud awan yang menjadi titik-titik air hujan.