Halaman
Bab 6 - Kalor
61
Bab
Standar Kompetensi:
Memahami wujud zat dan perubahannya.
Kompetensi Dasar:
Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu suatu benda serta penerapannya dalam kehidupan
sehar
i-hari.
Kalor
Peta Konsep
6
Kalor
Pengertian kalor
Hubungan kalor
dengan benda
Kapasitas kalor
Ć
Kalor sebanding dengan
massa benda
Ć
Kalor sebanding dengan
suhu benda
Ć
Kalor sebanding dengan
jenis zat penyusun benda
Asas Black
Peran kalor dalam
perubahan wujud zat
Ć
Menguap dan
mengembun
Ć
Mendidih
Ć
Melebur dan
membeku
Perpindahan kalor
Ć
Konduksi
Ć
Konveksi
Ć
Radiasi
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
62
Aktivitas Siswa
Tujuan : M
engetahui hubunga
n antara kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu benda
dengan massa benda.
Alat dan bahan : Gelas beker, penyangga kaki tiga, pembakar
spirtus, termometer, stopwatch, dan air
secukupnya.
Langkah kerja:
1. Siapkan tiga set peralatan seperti tampak pada gambar di
samping.
2. Isilah gelas beker pertama dengan air sebanyak 100 g, gelas
beker kedua dengan air sebanyak 200 g, dan gelas beker ketiga
diisi air sebanyak 300 g.
Gambar 6.2 Alat peraga
A. Pengertian Kalor
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda
bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah. Karena kalor sangat
identik dengan panas, dalam kehidupan sehari-hari kalor sering
digunakan untuk mengganti kata panas. Satuan kalor setara dengan
satuan energi, yaitu Joule yang dinotasikan J. Satuan ini ditetapkan oleh
James Presscott Joule setelah ia melakukan penelitian menggunakan
alat yang kini disebut kalorimeter. Selain dinyatakan dalam joule, kalor
juga dapat dinyatakan dalam satuan lain yang disebut kalori, dengan
nilai perbandingan 1 Joule = 0,24 kalori.
Meski secara alamiah kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi
ke benda bersuhu rendah, tapi dengan perlakuan tertentu ternyata kalor
dapat berpindah dengan arah yang sebaliknya.
Contoh perpindahan
kalor dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi adalah pada
proses pembuatan es dan pendingin ruangan.
B. Hubungan Kalor dengan Benda
Bagaimana hubungan kalor dengan benda? Berikut ini adalah
uraian tentang hubungan kalor dengan benda.
1. Kalor Sebanding dengan Massa Benda
Coba kamu perhatikan, bahwa mendidihkan air sepanci penuh
membutuhka
n waktu yang lebih lama dibandingkan jika mendidihkan air
setengah panci pada suhu yang sama. Lamanya waktu yang dibutuhkan
menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan untuk mendidihkan air
sepanci penuh lebih banyak dibandingkan dengan kalor yang diperlukan
untuk mendidihkan air yang hanya setengah bagiannya. Untuk lebih
memahami hubungan kalor dengan massa benda, ikutilah kegiatan
berikut.
Gambar 6.1
James Presscott Joule
Sumber: Encarta 2005
S
ahabatku,
Ilmuwan
James Presscott
Joule
(1818 - 1889)
adalah ahli Fisika dari
Britania. Ia dilahirkan
di Salford, Lancashire,
Inggris. Joule adalah ahli
Fisika yang terkemuka
pada jamannya dan
terkenal dengan risetnya
dalam bidang listrik dan
termodinamika. Joule
menemukan hubungan
antara arus listrik,
hambatan elektrik, dan
panas yang dilepaskan
Bab 6 - Kalor
63
2. Kalor Sebanding dengan Suhu Benda
Untuk mengetahui dan lebih memahami hubungan kalor dengan
suhu benda, ikut
ilah kegiatan berikut.
Tujua
n
: Mengetahui hubungan antara kalor dengan suhu benda.
Alat dan bahan
: Gelas beker, penyangga kaki t
iga, pembakar spirtus, termometer, stopwatch,
dan air secukupnya.
Aktivitas Siswa
Massa Air
Suhu Awal
Suhu Akhir
Waktu
100 g
. . .
. . .
. . .
200 g
. . .
. . .
. . .
300 g
. . .
. . .
. . .
3. Ukurlah suhu awal masing-masing air tersebut menggunakan termometer, kemudian catat
skala yang ditunjukkan.
4. Nyalakan pembakar spirtus secara bersamaan. Usahakan nyala api sama besar. Pada saat
yang sama, nyalakan pula stopwatch.
5. Hentikan stopwatch ketika masing-masing termometer menunjukkan kenaikan suhu 15
º
C,
lalu padamkan masing-masing nyala api pada pembakar spiritus.
6. Catat waktu yang ditunjukkan masing-masing stopwatch.
7. Tuliskan semua data hasil pengamatan pada tabel berikut.
8. Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan yang telah kamu lakukan!
Gambar 6.3 Alat peraga
Langkah kerja:
1. Siapkan tiga set peralatan seperti tampak pada gambar di
samping.
2. Isi
lah masing-masing gelas beker dengan air sebanyak 300 g.
3. Ukurlah suhu awal masing-masing air tersebut menggunakan
termometer, kemudian catat skala yang ditunjukkan.
4. Nyalaka
n pembakar spirtus secara bersamaan dengan nyala api
kecil untuk gelas pertama, api sedang untuk gelas kedua, dan api
besar untuk gelas ketiga.
5. M
atikan ketiga nyala api pada pembakar spirtus setelah stopwatch
menunjukkan waktu 10 menit dan catat suhu air yang ditunjukkan
oleh termometer.
Gelas ke-
Nyala Api
Suhu Awal
Suhu Akhir
Penambahan Suhu
I
II
III
6. Tuliskan semua data hasil pengamatan pada tabel berikut.
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
64
Benda
Massa B
enda
Suhu Awal
Suhu Akhir
Waktu
Air
300 g
. . .
. . .
. . .
Santan
300 g
. . .
. . .
. . .
Minyak goreng
300 g
. . .
. . .
. . .
Berdasarkan hasil yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa
kalor sebanding dengan massa benda, kenaikan suhunya, dan jenis zat
tersebut. Secara matematis, dirumuskan:
dengan : Q = banyaknya kalor yang diperlukan (Joule)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kg
º
C)
Δ
t =
perubahan suhu (
º
C atau K)
Q = m
⋅
c
⋅Δ
t
3. Kalor Sebanding dengan Jenis Zat Penyusun
Benda
Cobalah kamu p
erhatikan bahwa pada suhu dan massa yang
sama, waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air berbeda dengan
waktu yang diperlukan untuk mendidihkan santan. Mengapa demikian?
Untuk menjawab pertanyaan ini, ikutilah kegiatan berikut.
Tujua
n
: Mengetahui hubungan antara kalor dengan jenis zat penyusun benda.
Alat dan bahan
: Gelas beker, penyangga kaki t
iga, pembakar spirtus, termometer, stopwatch,
air, santan, dan minyak goreng.
Langkah kerja:
1. Siapkan tiga set peralatan seperti tampak pada gambar di
samping.
2. Isilah gelas beker pertama dengan air, gelas beker kedua dengan
santan, dan gelas beker ketiga dengan minyak goreng, masing-
masing sebanyak 300 g.
3. U
kurlah suhu awal masing-masing gelas menggunakan
termometer, kemudian catat skala yang ditunjukkan.
4. N
yalakan pembakar spirtus secara bersamaan. Usahakan nyala api
sama besar. Pada saat yang sama, nyalakan pula stopwatch.
5. H
entikan stopwatch ketika masing-masing termometer
menunjukkan kenaikan suhu 15
º
C, lalu padamkan masing-
masing nyala api pada pembakar spirtus.
6. Catat w
aktu yang ditunjukkan masing-masing stopwatch.
7. Tuliskan semua data hasil pengamatan pada tabel berikut.
Aktivitas Siswa
Gambar 6.4 Alat peraga
Bab 6 - Kalor
65
Kalor jenis suatu zat (benda) adalah banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikan suhu 1 kg zat sebesar 1
º
C atau 1 K.
Kalor jenis beberapa zat dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 6.1 Kalor Jenis Zat
1. B
erapa banyak kalor yang diperlukan untuk memanaskan air
100 gram dari suhu 15
º
C menjadi 55
º
C? (kalor jenis air 4200
J/kg
º
C)
Diketahui
: m = 100 g = 0,1 kg
c = 4200 J/kg
º
C
Δ
t = 55
º
C
ă
15
º
C = 40
º
C
Ditanya : Q
Jawab:
Q = m
⋅
c
⋅Δ
t
Q =
(0,1 kg)
⋅
(4200 J/kg
º
C)
⋅
(40
º
C)
= 16.800 J
Jadi, kalor yang dibutuhkan adalah 16800 J.
2. Berapa kalor yang dilepaskan 2 kg besi jika suhunya turun dari
90
º
C menjadi 60
º
C? (kalor jenis besi 450 J/kg
º
C)
Diketahui
: m = 2 kg
c = 450 J/kg
º
C
Δ
t = 60
º
C
ă
90
º
C = -30
º
C
Ditanya : Q
Jawab:
Q = m
⋅
c
⋅Δ
t
Q =
(2 kg)
⋅
(450 J/kg
º
C)
⋅
(-30
º
C)
= -27.000 J
Jadi, kalor yang dilepaskan adalah -27000 J.
Contoh:
Zat
Kalor jenis
(J/kg
º
C)
Zat
Kalor jenis
(J/kg
º
C)
Udara
1.000
Es
2.100
Air
4.200
Kaca
670
Alkohol
2.400
Parafin
2.200
Aluminium
900
Perak
234
Besi
450
Raksa
140
Emas
130
Tembaga
390
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
66
1. Kapasitas kalor suatu zat adalah 2.400 J/
°
C. Berapa banyak
kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat tersebut sebesar
25
°
C ?
2. Kalor sebanyak 75 J digunakan untuk menurunkan suhu suatu
benda dari 108
°
C menjadi 54
°
C. Berapa kapasitas kalor benda
tersebut?
M
enguji Diri
Q
Δ
t
60 J
20
º
C
1. Kalor yang diperlukan untuk memanaskan sepotong aluminium
dari suhu 30
º
C menjadi 1300
º
C sebanyak 1.080 J. Jika kalor
jenis aluminium 900 J/kg
º
C, berapakah massa aluminium
tersebut?
2. Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar
30
º
C dari 2,5 liter air? (kalor jenis air 4200 J/kg
º
C).
C. Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1
º
C atau 1 K. Secara
matematis ditulis:
Karena Q = m
⋅
c
⋅
Δ
t, maka berlaku C = m
⋅
c.
C = ··
Q
Δ
t
atau
Q = C
⋅Δ
t
M
enguji Diri
Berapa kapasitas kalor dari 2 kg alkohol jika untuk menaikkan suhu
sebesar 20
º
C diperlukan kalor 60 J?
Diketahui : m = 2 kg
Q = 60 J
Δ
t = 20
º
C
Ditanya : C
Jawab:
C = · = ···· = 3 J /
º
C
Jadi, kapasitas kalornya adalah 3 J/
º
C
Contoh:
I
nfo
Kapasitas kalor adalah
banyaknya kalor yang
diperlukan untuk
menaikkan suhu sebesar
1
°
C atau 1 K
Bab 6 - Kalor
67
D. Asas Black
Tentunya kamu pernah menghangatkan air dengan cara
mencampurkan air dingin dengan air panas. Pada saat itu, air menjadi
hangat karena kalor yang dimiliki air panas yang suhunya tinggi
mengalir ke air dingin yang suhunya rendah. Berkaitan dengan peristiwa
ini, seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris bernama Joseph Black
menyatakan bahwa ketika kita mencampurkan dua zat yang suhunya
berbeda, maka kalor pada zat yang suhunya tinggi akan mengalir
pada zat yang suhunya rendah sehingga terjadi keseimbangan energi.
Pernyataan tersebut dikenal sebagai Asas Black dan secara matematis
ditulis:
Gambar 6.5 Joseph Black
Sumber: Encarta 2005
Q
lepas
= Q
terima
m
1
.c
1
.
Δ
t
1
= m
2
.c
2
.
Δ
t
2
Dua ratus gram air bersuhu 80
º
C dimasukkan ke dalam gelas yang
berisi 20 gram susu yang memiliki suhu 5
º
C. Jika kalor jenis air
sama dengan kalor jenis susu 4.200 J/kg
º
C, berapakah suhu akhir
campuran? (pengaruh kalor terhadap gelas diabaikan)
Diketahui : m
air
= 0,2 kg
c = 4.200 J/kg
º
C
Δ
t
1
= 80
º
C
ă
T
a
m
susu
= 20 g
Δ
t
1
= T
a
ă
50
º
C
Ditanya : T
a
Jawab:
Q
lepas
= Q
terima
m
1
⋅
c
1
⋅
Δ
t
1
= m
2
⋅
c
2
⋅
Δ
t
2
Karena kalor jenis (c) sama, maka:
m
air
⋅
Δ
t
1
= m
susu
⋅
Δ
t
2
(0,2 kg)
⋅
(80
º
C
ă
T
a
) = (0,02 kg)
⋅
(T
a
ă
5
º
C)
800 kg
º
C
ă
10 kg
⋅
T
a
= 1 kg
⋅
T
a
ă
5 kg
º
C
805 kg
º
C = 11 kg
⋅
T
a
T
a
= ······· = 73,18
º
C
Jadi, suhu akhir campuran tersebut adalah 73,18
º
C.
Contoh:
805 kg
º
C
11 kg
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
68
Q = m
⋅
U
dengan : Q = banyaknya kalor yang diperlukan (Joule)
m = massa zat (kg)
U = kalor uap atau kalor laten (J/kg)
Dalam hal ini, kalor uap besarnya sama dengan kalor embun.
Kalor embun adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh setiap 1 kg
massa zat untuk mengubah wujudnya dari gas menjadi cair.
Proses penguapan dapat dipercepat dengan beberapa cara,
yaitu:
a.
p
emanasan
b. tiupan udara di atas permukaan
c. memperluas permukaan
d. mengurangi tekanan permukaan
E. Peran Kalor dalam Perubahan Wujud Zat
Telah kita pelajari pada bab sebelumnya bahwa zat terdiri atas tiga
wujud, yaitu cair, padat, dan gas serta dapat mengalami perubahan
yang dipengaruhi suhu. Saat itu, terjadi aliran energi berupa kalor. Jadi,
kalor dapat mengubah wujud suatu benda.
1. Menguap dan Mengembun
Coba kita ingat ketika memasak air. Setelah air mendidih muncul
uap dar
i atas permukaan air yang kita didihkan. Saat kita menyalakan api
dan menempatkan teko berisi air di atasnya, kita telah mengalirkan kalor
dari api ke air. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1
kg zat cair pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Satuan untuk kalor
uap adalah J/kg. Dengan demikian, untuk menguapkan sejumlah zat
pada titik didihnya diperlukan kalor (Q) sebesar:
M
enguji Diri
1. Satu kilogram air bersuhu 85
º
C dicampurkan dengan 0,75
kilogram air bersuhu 15
º
C. Jika kalor jenis air sama 4.200
J/kg
º
C, berapakah suhu akhir campuran?
2. Sepotong besi yang bermassa 2 kg dengan suhu 45
º
C dimasuk-
kan ke dalam 20 L air yang bersuhu 15
º
C. Berapakah suhu akhir
campuran tersebut? (c
air
= 4.200 J/kg
º
C; c
besi
= 450 J/kg
º
C)
S
ahabatku,
Ilmuwan
Joseph Black
(1728
- 1799) adalah ahli
kimia dari Britania yang
terkenal dengan jawaban
terperincinya tentang
isolasi dan aktivitas
kima dari gas karbon
dioksida. Ia dilahirkan
di Bordeaux, Perancis.
Ia adalah profesor ilmu
kimia tentang obat,
kedokteran, dan anatomi
di Universitas Glasgow
pada 1756 - 1766. Ia
juga profesor ilmu kimia
di Universitas Edinburgh.
Pada 1761, Black
menemukan kalor laten
dan tiga tahun kemudian,
ia mengukur kalor laten
uap air. Pada 1754, ia
berhasil menemukan
gas karbon dioksida. Ia
juga menemukan bahwa
setiap unsur yang berbeda
mempunyai kapasitas kalor
yang berbeda.
Bab 6 - Kalor
69
Zat
Kalor Uap (J/Kg)
Air
2,27
ï
10
6
Alkohol
1,10
ï
10
6
Raksa
2,98
ï
10
5
Tembaga
7,35
ï
10
6
Timbal
7,35
ï
10
5
Belerang
3,30
ï
10
5
Amoniak
1,36
ï
10
6
Hidrogen
3,80
ï
10
5
Kalor uap beberapa jenis zat dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 6.2 Kalor Uap Zat
2. Mendidih
Mendidih adalah proses perubahan wujud dari cair menjadi gas
ya
ng terjadi pada seluruh bagian zat cair pada suhu tertentu. Suhu tepat
pada saat air mendidih disebut titik didih. Misalnya, air mendidih pada
titik 100
º
C. Titik didih dipengaruhi oleh tekanan dan pencam-puran
zat lain. Jika air mendidih pada titik 100
º
C, maka titik didih air yang
dicampuri garam akan lebih dari 100
º
C.
Pernahkah kamu berkemah ke gunung dan mencoba mendidihkan
air di sana? Titik didih normal air 100
º
C terjadi pada tekanan 76
cmHg. Pada tekanan kurang dari itu, maka air akan mendidih pada
suhu kurang dari 100
º
C. Titik didih akan mengalami pengurangan
1
º
C setiap kenaikan tinggi 300 meter dari permukaan air laut. Titik
didih beberapa zat dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6.3 Titik Didih Zat
I
nfo
Mendidih adalah proses
perubahan wujud dari cair
menjadi gas yang terjadi
pada seluruh bagian zat
cair pada suhu tertentu
Zat
Titik Didih (
º
C)
Air
100
Alkohol
65
Raksa
357
Tembaga
2.300
Timbal
1.620
Belerang
445
Amoniak
- 34,5
Hidrogen
- 253
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
70
1. Berapa kalor yang diperlukan untuk menguapkan 250 gram air
pada titik didihnya? (kalor uap air = 2,27
×
10
6
J/kg)
Diketahui: m
air
= 250 g = 0,25 kg
U = 2,27
×
10
6
J/kg
Ditanya: Q
Jawab: Q = m
·
U
= (0,25 kg)
·
(2,27
×
10
6
J/kg)
= 5,675
×
10
5
J
Jadi, kalor yang diperlukan adalah 5,675
×
10
5
J.
Contoh:
Zat
Titik Beku (
º
C)
Kalor lebur (J/kg)
Air
0
3,36
×
10
5
Alkohol
- 97
6,90
×
10
4
Raksa
- 39
1,20
×
10
5
Aluminium
660
4,03
×
10
5
Tembaga
1.083
2,06
×
10
5
Platina
1.769
1,13
×
10
5
Timbal
327
2,50
×
10
4
Belerang
113
3,91
×
10
4
Amoniak
- 75,5
4 ,51
×
10
5
Hidrogen
- 2.599
5,58
×
10
4
3. Melebur dan Membeku
Melebur adalah proses perubahan wujud zat dari padat ke cair.
Pr
oses sebaliknya disebut membeku. Untuk zat murni, titik lebur dan
titik bekunya adalah sama. Misalnya, air membeku pada suhu 0
º
C,
demikian juga es melebur pada suhu yang sama.
Banyaknya kalor yang diperlukan oleh setiap satu satuan massa
untuk mengubah wujudnya dari padat menjadi cair disebut kalor lebur.
Secara matematik dapat ditulis sebagai berikut:
denga
n : L = kalor lebur (J/kg)
Q = kalor yang diperlukan (J)
m = massa benda (kg)
Titik beku dan kalor lebur beberapa zat dapat kamu lihat dalam
tabel berikut ini.
Tabel 6.4 Titik Beku dan Kalor Lebur Zat
L = ·
Q
m
I
nfo
Melebur adalah proses
perubahan wujud zat dari
padat ke cair
Bab 6 - Kalor
71
2. Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 500 gram air
dari suhu 25
º
C menjadi 100
º
C pada titik didih minimalnya?
(U
air
= 2,27
×
10
6
J/kg; c
air
= 4200 J/kg
º
C)
Diketahui : m
air
= 500 g = 0,5 kg
U
air
= 2,27
×
10
6
J/kg
c
air
= 4200 J/kg
º
C
Δ
t
1
= 100
º
C
ă
25
º
C = 75
º
C
Ditanya: Q
total
Jawab: Q
total
= Q
1
+ Q
2
= m.c.
Δ
t + m.U
= (0,5 kg)(4200 J/kg
º
C)(50
º
C) + (0,5 kg)
(2,27
×
10
6
J/kg)
= 1,575
×
10
5
J + 1,135
×
10
6
J
= 1,29
×
10
6
J
Jadi, kalor yang diperlukan adalah 1,29
×
10
6
J.
3. Berapakah kalor yang dilepaskan oleh 5 kg alkohol untuk
membeku pada titik bekunya? (kalor beku alkohol = 6,90
ï
×
10
4
J/kg)
Diketahui : m
al
= 5 kg
L = 6,90
×
10
4
J/kg
Ditanya : Q
Jawab : Q = m
·
L
Q = (5 kg)
·
(6,90
×
10
4
J/kg)
= 3,45
×
10
5
J
Jadi, kalor yang diperlukan adalah 3,45
×
10
5
J.
M
enguji Diri
Diketahui suhu 250 gram es adalah -15
º
C. Kalor jenis es, kalor jenis
air, kalor lebur es. Tentukanlah:
a. banyak kalor yang diperlukan untuk meleburkan es.
b. banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu hasil
melebur menjadi 30
º
C.
c.
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu es tersebut
menjadi 30
º
C.
F. Perpindahan Kalor
Sesuai pengertiannya, secara alamiah kalor berpindah dari zat
yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah. Perpindahan kalor
terjadi melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
72
Gambar 6.7 Peristiwa konveksi
Sumber: image.google.co.id
1. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa
diser
tai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh peristiwa
ini adalah ketika kita memanaskan salah satu ujung batang logam. Jika
kita memegang ujung yang lain dari batang logam itu, maka kita akan
merasakan panas juga. Zat yang dapat menghantarkan kalor dengan
baik disebut konduktor, sedangkan zat yang buruk menghantarkan kalor
disebut isolator. Pada umumnya, benda logam seperti besi, tembaga,
seng, aluminium, dan kuningan merupakan konduktor sementara yang
tergolong isolator di antaranya: plastik, kaca, kayu, udara, dan air.
2. Konveksi
Gambar 6.6 Peristiwa konduksi
Sumber: image.google.co.id
I
nfo
Konduksi adalah
perpindahan kalor melalui
suatu zat tanpa disertai
perpindahan partikel-
partikel zat tersebut.
Konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan
perpindahan partikel-partikel zat tersebut yang disebabkan oleh
perbedaan massa jenis zat.
Perpindahan kalor secara konveksi dapat kita amati salah satunya
pada saat kita mendidihkan air. Air yang dididihkan akan memanas, lalu
memuai sehingga massa jenisnya berkurang. Akibatnya, air bergerak
naik dan tempatnya digantikan oleh air yang bersuhu rendah yang
bergerak turun karena massa jenisnya lebih besar.
Selai
n pada zat cair seperti contoh di atas, konveksi juga terjadi
pada gas (udara). Contoh peristiwa konveksi di udara adalah terjadinya
angin darat dan angin laut.
3. Radiasi
I
nfo
Konveksi adalah
perpindahan kalor
yang disertai dengan
perpindahan partikel-
partikel zat tersebut yang
disebabkan oleh perbedaan
massa jenis zat.
Bab 6 - Kalor
73
Pikirkanlah
Ketika matahari bersinar
dengan terik, warna baju
apa yang seharusnya
kamu pakai agar kamu
tidak merasakan sengatan
matahari menembus kulit?
Kemukakan pendapatmu!
!
Pada siang hari, kamu pastinya dapat merasakan panasnya
sinar matahari. Mengapa panasnya matahari dapat kita rasakan,
padahal matahari berada sangat jauh dan tidak ada benda yang meng-
hantarkannya?
Peristiwa ini menunjukkan pada kita bahwa kalor dapat berpindah
tanpa adanya zat perantara, yang disebut dengan radiasi. Apakah
kamu merasakan perbedaan panas saat kamu memakai baju hitam
dengan saat kamu mengenakan baju putih? Apa yang menyebabkan
ini terjadi?
Peristiwa ini terjadi karena adanya pengaruh warna benda terhadap
banyaknya radiasi kalor yang diserap atau dipancarkan. Benda-benda
yang memiliki warna gelap merupakan penyerap dan pemancar
kalor yang baik sementara benda-benda dengan warna terang dan
mengkilap merupakan benda-benda yang tidak baik untuk menyerap
atau memancarkan kalor.
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
74
K
ilasan Materi
Ć
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda
yang bersuhu rendah.
Ć
Kalor suatu benda sebanding dengan massa, suhu,
dan jenis zat penyusun benda sehingga
diperoleh persamaan: Q = m
⋅
c
⋅
Δ
t.
Ć
Kapasitas
kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar
1
°
C atau 1 K.
Ć
Menur
ut Asas Black, jika kita mencampurkan dua zat yang suhunya berbeda, maka kalor
pada zat yang suhunya tinggi akan mengalir pada zat yang suhunya rendah sehingga
terjadi keseimbangan energi, sehingga diperoleh persamaan: Q
lepas
= Q
terima
.
Ć
Kalor uap (U) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair
pada titik didihnya. Persamaannya: Q = m
⋅
U.
Ć
Tit
ik didih adalah suhu tepat pada saat air mendidih.
Ć
Kalor lebur (L) adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh setiap satu satuan massa
untuk mengubah wujudnya dari padat menjadi cair. Persamaannya: Q = m
⋅
L .
Ć
K
onduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-
partikel zat tersebut.
Ć
K
onveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel
zat tersebut yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis zat.
Ć
Radiasi
adalah perpindahan kalor tanpa adanya zat perantara.
Kalor sangat identik dengan panas dan dalam kehidupan sehari-hari sering digunakan untuk
mengganti kata panas. Kalor sangat erat sekali dengan kehidupan kita karena sering digunakan,
misalnya untuk memasak, menjemur pakaian, dan menyetrika pakaian. Oleh karena itu, peran
kalor dalam kehidupan kita sangat besar.
Setelah kamu mempelajari tentang kalor, apakah kamu dapat memahaminya? Bagian mana
yang belum kamu pahami? Pelajari kembali hal-hal yang belum kamu pahami bersama
temanmu!
Bab 6 - Kalor
75
1. Berikut ini faktor-faktor yang dapat mempe-
ngaruhi banyaknya kalor yang diperlukan,
kecuali ....
a. massa zat
b. suhu
c. kalor jenis zat
d. berat zat
2. Tiga gram air bersuhu 20À C dicampurkan
dengan dua gram air bersuhu 60À C, maka
suhu air campuran tersebut adalah ....
a. 12À
C
b. 24À C
c. 30À C
d. 36À C
3. Zat yang dapat memindahkan kalor dengan
baik disebut ....
a. k
onduktor
b. konvektor
c. isolator
d. induktor
4. Pakaian basah yang dijemur dapat kering
karena memperoleh sinar matahari. Peristiwa
semacam ini terjadi karena ....
a. k
onduksi
b. penjemuran
c. radiasi
d. konveksi
5. Membeku dan mengembun adalah peristiwa
perubahan zat yang disertai dengan ....
a. p
enerimaan kalor
b. perpindahan kalor
c. pergantian kalor
d. pelepasan kalor
6. Pernyataan di bawah ini yang bernilai benar
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat!
Uji Kemampuan
adalah ....
a. nilai kalor lebur sama dengan kalor
beku
b. nilai kalor lebur sama dengan kalor
embun
c. nilai kalor uap sama dengan kalor
beku
d. nilai kalor jenis sama dengan kalor
uap
7. Di bawah ini yang tidak termasuk kalor laten
adalah ....
a. kalor jenis
c. kalor lebur
b. kalor uap
d. kalor embun
8. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu suatu zat sebesar 1À C
disebut ....
a. kalor jenis
b. kapasitas kalor
c. kalori
d. kalor
9. Pernyataan di bawah ini yang bernilai salah
adalah ....
a. pr
oses mendidih terjadi pada seluruh
zat cair
b. perbedaan tekanan menyebabkan
perubahan titik didih
c. titik didih air selalu 100À C
d. mendidih terjadi pada suhu dan
tekanan tertentu
10. Jika kapasitas kalor suatu zat 1,2 J/À C,
maka banyaknya kalor yang diperlukan
untuk menaikkan suhu zat tersebut sebesar
25À
C adalah ....
a. 0,03 J
c. 3 J
b. 0,3 J
d. 30 J
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII
76
1. Apakah setiap benda memiliki kalor? Jelaskan dan berikan contohnya!
2. Mengapa jika kita memasak air di daerah pegunungan lebih cepat mendidih? Jelaskan
hubungannya dengan konsep kalor!
3. P
eralatan masak yang digunakan oleh ibu selalu mengandung bahan plastik atau kayu,
terutama pada bagian tempat memegang. Mengapa demikian? Diskusikan secara bersama-
sama dengan temanmu.
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!
1. Jelaskan perbedaan antara kalor dengan suhu!
2.
Apa yang kamu ketahui tentang:
a. perpindahan kalor
b. konveksi
c. k
onduksi
d. radiasi
3.
Berapa banyak kalor yang dilepaskan 4 kg aluminium, jika suhunya turun dari 75À C menjadi 20À
C?
4. B
erapa liter air bersuhu 30À C harus dicampurkan dengan 680 gram timbal bersuhu 75À C
untuk memperoleh suhu campuran 20À C?
5. 200 gram besi pada suhu 20À C dimasukkan ke dalam air bersuhu 5À C. Jika suhu campuran
tersebut 10À C, berapakah massa air mula-mula?