Kalor Jenis Air, Rumus, Contoh Soal, dan Pembahasannya

Asas Black oleh Joseph Black

Ketika dua zat dicampur, banyak kalor adalah yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh zat yang suhunya lebih rendah.

Benyamin Thompson dari Amerika Serikat

Kalor adalah dapat terjadi karena adanya suatu gesekan antar benda. Bukti sederhana dari teori ini adalah ketika menggesekkan kedua telapak tangan untuk beberapa waktu, maka tangan akan merasakan hangat karena adanya energi kalor dari proses tersebut.

Robert Mayer

Kalor adalah salah satu bentuk energi. Energi sebagai kemampuan membuat sesuatu terjadi atau bentuk kekuatan yang dimiliki benda untuk melakukan sebuah usaha tertentu. Energi ini dapat berpindah dan diubah bentuknya tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.

James Prescott

Ada kesetaran antara satuan kalor dengan satuan energi disebut kalor mekanik. Maksudnya, kalor adalah salah satu bentuk energi, maka satuan kalor sama dengan satuan energi yaitu Joule (J) atau Kalori (Kal).

Kalor dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah wujudnya. Benda yang menerima kalor suhunya akan naik, sedangkan benda yang melepaskan kalor suhunya akan turun.

Kalor adalah bentuk energi yang bisa didapat dengan usaha tertentu. Benda yang menerima kalor akan memiliki suhu tinggi dan benda yang melepas memiliki suhu rendah.

Sama halnya dengan kalor jenis. Kalor jenis adalah bentuk energi yang bisa dipindah dari satu benda ke benda yang lain. Bisa dikatakan bahwa kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh sebuah zat untuk meningkatkan suhu.

Kalor jenis bisa dipindahkan dengan pemanasan benda untuk kenaikan suhu. Untuk pengambilannya bisa dengan mendinginkan benda untuk penurunan suhunya.

Satu gram suatu zat pada dasarnya membutuhkan besaran suhu satu derajat Celcius. Kapasitas setiap kalor berbeda-beda, kalor jenis besi adalah 460 J/kg derajat Celcius. Untuk kalor jenis air adalah 4200 J/kg derajat Celcius.

Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diserap suatu benda dengan massa tertentu. Biasanya digunakan untuk menaikkan suhu sebesar 1 derajat Celcius. J/K merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan besarnya kapasitas kalor dalam Sistem Internasional.

Kalor jenis air tergolong memiliki kapasitas cukup besar. Kapasitas kalornya sekitar 4180 J/kg derajat Celcius dan hampir 4200 J/kg derajat Celcius. Dalam Sistem Internasional, kalor jenis air yang kerap digunakan berjumlah 4200 J/kg derajat Celcius.

Kalor jenis air bisa diartikan dengan pengandaian kenaikan suhu dengan sebuah gayung. Jika memiliki satu gayung air dan ingin menaikkan suhu dari 30 derajat Celcius menjadi 31 derajat Celcius, dibutuhkan energi atau kapasitas kalor sebesar 4200 J/kg derajat Celcius.

Contoh lain adalah panas yang dihantarkan dari gelas yang berisi air panas. Gelas yang diisi air panas ketika dipegang akan memberikan efek panas juga pada tangan yang memegangnya. Hal ini terjadi ketika kalor pindah dari air ke gelas dan berakhir menghantar ke tangan.

Kalor jenis air adalah 1 J/g derajat Celcius, dapat diartikan:

1. Untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1°C diperlukan kalor sebesar 1 kalori.

2. Untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1°C diperlukan kalor sebesar 1 kalori.

3. Untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1°C diperlukan kalor sebesar 1 joule.

4. Setiap kenaikan suhu 1 kg air sebesar 1°C diperlukan kalor sebesar 1 joule.

- Rumus Kalor Jenis

Q = m × c × ΔT

Q adalah banyak kalor yang diterima ataupun dilepas oleh suatu benda (J)

c adalah kalor jenis zat (J/kg⁰C)

m adalah massa benda yang menerima ataupun melepas kalor (kg)

ΔT adalah perubahan suhu (⁰C)

Rumus untuk menghitung perpindahan kalor berdasarkan persamaan:

Kalor Jenis Zat

c = Q / (m × ΔT)

Kapasitas Kalor

C = Q / ΔT

C adalah kapasitas kalor (J/K)

ΔT adalah perubahan suhu (K)

Q adalah banyaknya kalor (J)

Kapasitas Kalor

C = m × c

C adalah kapasitas kalor (J/K)

c adalah kalor jenis zat ( J/kg.K )

m adalah massa benda yang menerima ataupun melepas kalor (kg)

- Satuan Kalor Jenis

J/kg K

J/kgoC

kal/goC

kkal/kgoC

Contoh 1

Apabila ada sebanyak 300 gram air yang dipanaskan dengan menggunakan suhu 30oC hingga suhunya berubah menjadi 50oC. Apabila kalor jenis air ini adalah 1 kal/goC atau 4.200 J/kg K.

Maka coba tentukan banyak kalor yang diterima air  (dalam kalori).

Jawaban :

Diketahui:

m = 300 g = 0,3 kg

∆T = 50oC – 30oC = 20oC

c = 1 kal/goC = 4.200 J/kg K

Penyelesaian:

Q = mc∆T

Q = 300 g × 1 kal/goC × 20oC

Q = 6.000 kalori

Jadi, banyaknya kalor yang diterima air tersebut adalah 6.000 kalori.

Contoh 2

Sebuah zat cair dengan suhu 25oC memilliki masa 10 kg dipanaskan menjadi 75oC dengan panas sebesar 5000 Joule. Hitunglah kalor jenis zat cair tersebut!

Diketahui:

T1 = 25o C

m = 10 kg

T2 = 75o C

Q = 5000 joule

Ditanya: c …?

Penyelesaian:

Q = m × c × ΔT

ΔT =T2 - T1

ΔT = 75 - 25

ΔT = 50oC

c = Q / (m × Δt)

c = 5000 j/(10 kg × 50oC)

c = 10 J/kgoC

Contoh 3

Terdapat zat cair, dengan massa 10 kg yang dipanaskan dari suhu 25°C dan diubah ke suhu 75°C. Dan membutuhkan panas sebesar 5000 Joule, sehingga kalor jenis air tersebut adalah :

Diketahui:

m = 10 kg

Q = 5000 joule

T1 = 25° C

T2 = 75° C

Penyelesaian:

Q = m x c x ΔT

ΔT = T2 - T1

ΔT = 75°C - 25°C

ΔT = 50°C

c = Q / m x Δt

c = 5000 j/(10 kg x 50°C)

c =10 J/kg°C