Materi IPA Bab. 3 Suhu, Kalor dan Pemuaian Kelas 7 Semester 1 (Kurikulum Merdeka)

 

Kalor

Kalor, secara alamiah mengalir dari benda bersuhu lebih tinggi (panas) ke benda yang bersuhu lebih rendah (dingin). Kalor tidak sama dengan suhu, suhu adalah sifat suatu benda yang muncul setelah diberikan energi kalor.

Kalor diukur dalam satuan kalori dengan satuan internasionalnya adalah Joule. Dalam kalor ada istilah kalor jenis.

Kalor Jenis adalah jumlah energi panas yang diperlukan oleh 1 kg bahan tertentu untuk menaikkan suhunya sebesar 1 Kelvin. Setiap bahan atau zat itu memiliki kalor jenis yang berbeda.

Besarnya kalor (Q) yang dibutuhkan oleh suatu benda akan sebanding dengan massa benda (m), bergantung pada kalor jenis (c), dan juga akan sebanding dengan kenaikan suhu (Δt)

Sehingga rumus dapat ditulis sebagai berikut

Q  = m x C x ∆T

Keterangan :

Q   = Kalor yang dibutuhkan atau dilepaskan

M   = massa benda

C   = Kalor jenis benda

∆T = Delta Kenaikan Suhu

(∆T  = Takhir  -  Tawal)

Contoh Soal :

Berapa energi kalor yang diperlukan untuk memanaskan 2 kg besi yang kalor jenisnya 460 J/kg °C, dari suhu 15 °C sampai 100 °C ?

penyelesaian :

diketahui :

m  = 2 kg

c   = 460 J/kg °C

Δt = (t₂ – t₁) = (100 – 15) = 85 °C

ditanya :

Q = ...?

Jawab :

Q = m × c × Δt

    = 2 kg × 460 J/kg °C × 85 °C

    = 78.200 Joule

Contoh Soal Kalor Lebur dan Kalor Uap

Apa itu kalor lebur ? Kalor lebur ( L_L ) adalah kalor yang diperlukan oleh suatu zat yang bermassa (m) untuk melebur pada titik leburnya.

Kalor lebur merupakan banyaknya kalor yang diserap oleh setiap 1 kg zat untuk melebur pada titik leburnya.

Sedangkan kalor beku ( L_B ) adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk membeku pada titik bekunya.

Karena kalor lebur sama dengan kalor beku ( L_L = L_B = L ), maka secara umum banyaknya kalor yang diserap pada saat melebur atau banyaknya kalor yang dilepas pada saat membeku (Q), dihitung dengan persamaan berikut.

Q = m × L    atau    Q = m × U

Keterangan :

Q = Jumlah kalor yang diserap pada saat melebur atau banyaknya kalor yang dilepas pada saat membeku (Joule).

m = Massa benda (kg).

L = Kalor Laten atau Kalor Didih yaitu kalor yang digunakan untuk perubahan fase, baik   padat ke cair, cair ke gas, maupun sebaliknya (J/kg)

U = Kalor uap atau kalor embun (J/kg)         

Contoh Soal :

Soal 1

Berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 5 kg air dalam keadaan beku (es), jika kalor lebur air tersebut 336.000 J/kg?

penyelesaian :

diketahui :

massa air (m) = 5 kg

kalor lebur air (L _air) = 336.000 J/kg

ditanya :

Kalor yg diperlukan (Q) = ...?

Jawab :

Q = m × L

    = 5 kg × 336.000 J/kg

    = 1,68 × 10⁶ Joule

 

Soal 2

Berapakah kalor yang diperlukan untuk menguapkan 10 kg alkohol, jika kalor uap alkohol tersebut 1,1 × 10⁶ J/kg ?

penyelesaian :

diketahui :

Masa alkohol (m) = 10 kg

Kalor uap alkohol (U _alkohol) = 1,1 × 10⁶ J/kg

ditanya :

Kalor yg diperlukan (Q) = ...?

Jawab :

Q = m × U

    = 10 kg  × 1,1 × 10⁶ J/kg

    = 1,1 × 10⁷ Joule

Soal 3

Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 500 gram air dari suhu 25 °C menjadi 100 °C pada titik didih minimalnya ? ( U _air = 2,27 × 106 J/kg dan c _air = 4200 J/kg °C )

penyelesaian :

diketahui :

m _air = 500 kg = 0,5 kg

U _air = 2,27 × 10⁶ J/kg

c _air = 4200 J/kg °C

Δt = 100 °C – 25 °C = 75 °C

ditanya :

Q _total = ...?

Jawab :

Q _total = Q₁ + Q₂

          = (m × c × Δt) + (m × U)

          = (0,5 kg × 4200 J/kg °C × 75 °C) + (0,5 kg × 2,27 × 10⁶ J/kg)

          = (1,575 × 10⁵) + (1,135 × 10⁶ Joule)

          = 1,29 × 10⁶ Joule

Perpindahan Kalor

Pada dasarnya kalor berpindah melalui 3 cara yang disebut sebagai konduksi, konveksi dan radiasi

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu bahan tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikel pada bahan tersebut. Contohnya, ketika mengaduk teh yang panas dalam gelas justru sendoknya juga pasti bakal terasa panas.

Konveksi adalah perpindahan kalor dari satu bagian ke bagian yang lain bersama dengan gerak fisik dari partikel-partikel bendanya. Contohnya angin darat, angin laut, dan memasak air.

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa membutuhkan zat perantara atau medium. Contohnya panas matahari yang sampai ke bumi, panas yang dirasakan ketika di depan api unggun.

 

Pemuaian

Pemuaian adalah peristiwa memuai dimana suatu benda ukurannya membesar baik itu panjang, lebar, tinggi, luas maupun volume yang dipengaruhi oleh kalor.

Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, zat cair maupun zat gas. Pada zat padat ada pemuaian panjang, luas dan ruang.

Pemuaian panjang adalah yang terjadi pada satu bagian sisi pada benda misalnya pemuaian terjadi pada panjang suatu logam.

Pemuaian luas adalah pemuaian yang terjadi pada kedua arah sisi-sisi benda, untuk pemuaian luas itu memiliki koefisien muai sebesar (2x) koefisien muai panjang. 

Pemuaian ruang itu memiliki koefisien muai sebesar (3x) koefisien muai panjang.

Test Sumatif Harian 3 (Kalor) Klik Disini!!

Kembali ke Materi Suhu Silahkan Klik Hal 1

Hal 1, 2