KALOR

   PENULIS : HEAT TRANSPER :  FACEBOOK : MULTISERVIS 

didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor

• massa zatjenis zat
• (kalor jenis)
• perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m.c.(t2 – t1)

Dimana :

Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

m adalah massa benda (kg)

c adalah kalor jenis (J/kgC)

(t2-t1) adalah perubahan suhu (C)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis
Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhuKalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam

Perbedaan kalor sensibel, kalor laten dan kalor total
Pada postingan sebelumnya, yaitu Siklus uap di PLTU , menceritakan bagaimana air dipanaskan hingga menjadi uap dan muncul istilah kalor sensibel, kalor laten dan kalor total. Pada postingan ini, saya akan coba menjelaskan ketiga istilah tersebut. Silahkan disimak yaaa.... 

Diagram pemanasan air

1. Kalor Sensibel
Kalor Sensibel adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air. Bila kita memanaskan air, secara perlahan suhu air akanterus naik dan pada satu titik akan mendidih. Kalor Sensibel bisa dilihat pada grafik diatas, yaitu garis yang semakin naik. Kalor Sensibel bisa dicari dengan menggunakan rumus :

                           Q = m . c. (T2 - T1)

dimana :

m = massa benda

c = panas jenis

T2 - T1 = perbedaan suhu

2. Kalor Laten
Kalor Laten adalah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud zat, dari es menjadi air, dari air menjadi uap dsb. Bila air sudah mencapai titik didihnya lalu dipanaskan terus, suhu air tidak akan naik melainkan wujudnya akan berubah. Kalor laten ditunjukkan oleh garis mendatar pada grafik diatas. Kalor laten bisa dicari dengan menggunakan rumus berikut:

                       Q = m .L

dimana: 

m= massa benda

L = Kalor lebur benda

3. Kalor Total
Kalor Total merupakan jumlah kalor total yang diperlukan dalam suatu proses, misalnya air yang suhunya 20 oC dipanaskan sampai mendidih, artinya ada dua jenis kalor pada peristiwa ini yaitu kalor sensibel dan kalor laten.

Q = m.U   du

Q = m.L.

U adalah kalor uap (J/kg)

L adalah kalor lebur (J/kg)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c)

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(t2-t1)

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.

c = Q/m.(t2-t1)

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

H = m.c

Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.


Keterangan :

Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5)

Hubungan antara kalor dengan energi listrikKalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.

Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P.t

Keterangan :

W adalah energi listrik (J)

P adalah daya listrik (Watt)

t adalah waktu yang diperlukan (s)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah

Q = m.c.(t2 – t1)

maka diperoleh persamaan ;

P.t = m.c.(t2 – t1)

Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.

Asas Black
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :

Q lepas = Q terima

Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :

Q lepas = Q terima

m1.c1.(t1 – ta) = m2.c2.(ta-t2)

P.t = m.c.(t2 – t1)

Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 – ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.
Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal


Home