Pengertian Kalor: Rumus & Contoh Soal
Pengertian Kalor : Rumus & Contoh Soal – Halo saudari terkasih! Anda pasti sudah sering mendengar istilah panas kan? Kalor adalah satuan ukuran energi panas yang dapat diterima atau dilepaskan oleh suatu benda. Dalam fisika, panas diukur dalam Joule (J), tetapi dalam kehidupan sehari-hari, kalori (kal) atau kilokalori (kkal) sering digunakan.
 |
| Pengertian Kalor : Rumus & Contoh Soal |
Kalor dapat berpindah dari satu benda ke benda lain melalui tiga mekanisme, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi terjadi ketika panas dipindahkan dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin melalui kontak langsung antara benda-benda ini. Konveksi terjadi ketika panas dipindahkan melalui cairan perpindahan massa, seperti udara atau air. Sedangkan radiasi terjadi ketika panas bergerak melalui sinar elektromagnetik, seperti sinar matahari.
Formula Kalori
Untuk menghitung banyaknya kalor yang diterima atau dilepaskan oleh suatu benda, kita dapat menggunakan rumus kalor. Formula panas yang umum digunakan adalah:
Baca Juga:
Q = m × c × ΔT
Informasi:
c = panas spesifik materi (J/kg.K)
Q = Kalor (Joule)
Baca Juga:
m = massa benda (kg)
∆T = perubahan suhu (K)
Satuan kalor bisa menggunakan Joule dan kalori. Hubungan antara satuan kalori dan Joule adalah:
1 Kalori = 4,184 Joule atau bisa dibulatkan menjadi 4,2 Joule.
Baca Juga:
Dimana Q adalah jumlah kalor yang diterima atau dilepaskan (dalam satuan J atau kal), m adalah massa benda (dalam satuan kg atau g), c adalah kalor jenis benda (dalam satuan J/kg °C atau cal/g°C), dan ΔT adalah perubahan suhu tubuh (dalam satuan °C).
Jenis Perpindahan Panas
Perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga mekanisme, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Ketiga mekanisme tersebut memiliki karakteristik yang berbeda dan terjadi pada kondisi tertentu.
Konduksi
Konduksi terjadi ketika panas dipindahkan dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin melalui kontak langsung antara benda-benda ini. Konduksi terjadi pada zat yang berwujud padat atau cair, karena partikel-partikel zat tersebut saling berdekatan dan dapat saling berinteraksi. Contoh konduksi adalah saat kita memasak makanan menggunakan panci atau wajan. Panci atau wajan memanaskan makanan dengan konduksi.
Konveksi
Konveksi terjadi ketika panas dipindahkan melalui cairan perpindahan massa, seperti udara atau air. Konveksi terjadi karena perbedaan temperatur pada fluida yang berbeda dan dapat menghasilkan aliran fluida. Contoh konveksi adalah mendinginkan ruangan menggunakan kipas angin atau AC. Kipas angin atau AC memindahkan udara sejuk ke dalam ruangan melalui konveksi.
Baca Juga:
Radiasi
Radiasi terjadi ketika panas ditransfer melalui sinar elektromagnetik, seperti sinar matahari. Radiasi dapat terjadi di media apa saja, bahkan di ruang hampa. Radiasi juga dapat merambat melalui ruang hampa dan tidak memerlukan benda sebagai pembawa panas. Contoh radiasi adalah memanaskan ruangan melalui sinar matahari atau penggunaan oven microwave.
Contoh soal perpindahan panas
Mari kita lihat contoh soal penerapan konsep perpindahan kalor. Jika kita mempunyai suatu benda dengan massa 500 gram dan kalor jenis 0,5 J/g°C, dan ingin memanaskannya dari 20°C ke 80°C, berapa banyak kalor yang diperlukan jika perpindahan kalor terjadi secara konduksi?
Kita dapat menggunakan rumus kalor untuk menghitungnya:
Q = m × c × ΔT
Q = 500 g × 0,5 J/g°C × (80°C – 20°C)
Q = 15.000 J atau 3,58 kal
Baca Juga:
Jadi, untuk memanaskan benda bermassa 500 gram dan kalor jenis 0,5 J/g°C dari suhu 20°C ke 80°C secara konduksi, dibutuhkan sekitar 15.000 J atau 3,58 kal kalor.
Kapasitas Panas
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu benda dengan massa tertentu sebesar satu derajat Celcius. Kapasitas kalor dinyatakan dalam satuan Joule per kelvin (J/K) atau kalori per gram per derajat Celsius (kal/g°C). Kapasitas panas tergantung pada massa, jenis benda, dan suhu benda.
Rumus kapasitas panas adalah:
C = Q / ΔT
Baca Juga:
Dimana C adalah kapasitas kalor (dalam satuan J/K atau kal/g°C), Q adalah jumlah kalor yang dibutuhkan (dalam satuan J atau kal), dan ΔT adalah perubahan suhu benda (dalam satuan K atau °C).
Panas Spesifik
Panas spesifik adalah jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah suhu satu gram benda sebesar satu derajat Celcius. Panas spesifik dinyatakan dalam satuan Joule per kilogram per derajat Celcius (J/kg°C) atau kalori per gram per derajat Celcius (kal/g°C). Panas spesifik tergantung pada jenis benda dan suhu benda.
Rumus panas spesifik adalah:
c = Q / (m × ΔT)
Baca Juga:
Dimana c adalah kalor jenis (dalam satuan J/kg°C atau kal/g°C), Q adalah jumlah kalor yang dibutuhkan (dalam satuan J atau kal), m adalah massa benda (dalam satuan kg atau g), dan ΔT adalah perubahan suhu benda (dalam satuan K atau °C).
Contoh soal
Mari kita lihat contoh soal untuk menghitung kapasitas kalor dan kalor jenis. Jika kita memiliki 1 kg air dan ingin menaikkan suhu air dari 20°C menjadi 100°C, berapa kapasitas kalor air dan kapasitas kalor jenis air?
Kita dapat menggunakan rumus kapasitas panas untuk menghitungnya:
C = Q / ΔT
C = 4,186 J/g°C × 1000 g × (100°C – 20°C)
C = 334,880 J/K atau 80 kal/g°C
Baca Juga:
Jadi, kapasitas kalor air adalah sekitar 334,880 J/K atau 80 kal/g°C.
Kita juga bisa menggunakan rumus kalor jenis untuk menghitungnya:
c = Q / (m × ΔT)
c = 4,186 J/g°C × (100°C – 20°C)
c = 418.600 J/kg°C atau 1 kal/g°C
Jadi, kalor jenis air sekitar 418.600 J/kg°C atau 1 kal/g°C.
Baca Juga:
Contoh Soal Kalori
Mari kita lihat contoh soal menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air. Jika kita memiliki 1 liter air (massa 1000 gram) dan ingin memanaskannya dari suhu 20°C ke 80°C, berapa kalor yang diperlukan?
Kita dapat menggunakan rumus kalor untuk menghitungnya:
Q = m × c × ΔT
Q = 1000 g × 4,18 J/g°C × (80°C – 20°C)
Q = 334.400 J atau 80 kal
Jadi, untuk memanaskan 1 liter air dari suhu 20°C menjadi 80°C, dibutuhkan sekitar 334.400 J atau 80 kal kalor.
Baca Juga:
Kesimpulan
Pada artikel kali ini telah dibahas pengertian kalor, rumus kalor, dan contoh soal untuk menghitung banyaknya kalor yang dibutuhkan atau dilepaskan oleh suatu benda. Anda dapat menggunakan rumus kalori untuk menghitung berapa panas yang dibutuhkan untuk memanaskan atau mendinginkan sesuatu, atau menghitung jumlah kalori dalam makanan yang kita makan setiap hari. Semoga artikel ini bermanfaat bagi anda. Sampai jumpa di artikel menarik lainnya!
Sumber gambar: https://pixabay.com/id/illustrations/kalor-energi-panas-atom-atom-5540568/
www.bospedia.com
Baca Juga:
Artikel Terkait
