Kalor Adalah Salah Satu Bentuk Energi, Ini Rumus, Contoh Soal, dan Pembahasannya

Kalor adalah energi yang terbentuk karena suatu kejadian atau usaha. Menurut Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Kalor adalah terjadi karena gesekan antar benda hingga membentuk panas.

Ilmuwan Fisika, James Prescott menjelaskan kalor adalahan salah satu bentuk energi yang digambarkan dengan satuan energi. Satuan energi kalor adalah Joule (J) atau Kalori (Kal). Menurutnya, kalor adalah dapat menaikkan suhu suatu zat sekaligus mengubah wujudnya.

Untuk satuan yang sering digunakan pada bidang gizi dari kalor adalah kalori dan kilokalori. Sementara menurut satuan internasional (SI), kalor adalah memiliki satuan Joule (J). Satuan kalor adalah terdiri dari jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air agar bisa aik sebesar 1 derajat Celcius. Besaran satuan kalor adalah 4.184 J yang dibulatkan menjadi 4.2 J.

Asas Black oleh Joseph Black

Ketika dua zat dicampur, banyak kalor adalah yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan jumlah kalor adalah 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 adalah dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah wujudnya. Benda yang menerima kalor adalah suhunya akan naik, sedangkan benda yang melepaskan kalor suhunya akan turun.

Bila sudah memahami kalor adalah salah satu bentuk energi yang berasal dari suatu usaha, pahami apa itu kalor jenis. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh sebuah zat untuk meningkatkan suhu.

Kalor jenis adalah bentuk energi yang bisa dipindah dari satu benda ke benda yang lain. 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.

c = Q/m. ΔT atau Q = m.c. ΔT

Keterangan: 

c = Kalor jenis dalam bentuk J/Kg.K atau Kal/gr° C

Q = Besaran energi dari kalor dalam bentuk joule atau kalori

M = Massa dalam gram atau Kg

ΔT = Perubahan suhu atau bisa disebut juga suhu dalam kelvin atau °C

1. Air sebanyak 3 kg bersuhu 10oC dipanaskan hingga bersuhu 35oC. Jika kalor jenis air 4.186 J/kgoC, tentukan kalor yang diserap air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

c = 4.186 J/kgoC

∆T = (35 – 10)oC = 25oC

Ditanyakan: Q = …?

Jawab:

Q = mc∆T

Q = 3 kg × 4.186 J/kgoC × 25oC

Q = 313.950 J

2. Berapa besar kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi yang massanya 10 kg dari 20oC menjadi 100oC, jika kalor jenis besi 450 J/kgoC?

Penyelesaian: Diketahui:

m = 10 kg

T1 = 20oC

T2 = 100oC

c = 450 J/kg oC

Ditanyakan: Q?

Jawab:

Q = mc∆T

Q = mc(T2 – T1)

Q = 10 × 450 × (100 – 20)

Q = 10 × 450 × 80

Q = 360.000 J = 360 kJ

Jadi, kalor yang dibutuhkan sebatang besi tersebut sebesar 360 kJ.

3. Berapakah kapasitas kalor dari 5 kg suatu zat yang mempunyai kalor jenis 2 kal/goC?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 5 kg = 5.000 g

c = 2 kal/goC

Ditanyakan: C

Jawab:

C = m × c

C = 5.000 g × 2 kal/goC

C = 10.000 kal/oC

4. Air yang mula-mula bersuhu 10oC dipanaskan hingga bersuhu 35oC. Jika kapasitas kalor air tersebut adalah 12.558 J/oC, tentukan kalor yang diserap air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

∆T = 35oC – 10oC = 25oC

C = 12.558 J/oC

Ditanyakan: Q

Jawab:

Dari persamaan (1) kita peroleh:

Q = C × ∆T

Q = 12.558 J/oC × 25oC

Q = 313.950 joule

5. 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.