Energi yang menimbulkan perubahan suhu pada benda disebut

Pertanyaan

Perhatikan teks berikut ini.

Perubahan Akibat Perubahan Suhu

Suhu menunjukkan derajat panas suatu benda. Energi panas dapat mengubah benda. Perubahan suhu dapat menyebabkan pemuaian dan penyusutan.

Pemuaian adalah perubahan suatu benda dengan bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena kalor atau panas. Contohnya benda berbahan kaca seperti gelas yang diisi air panas dan pemasangan kaca jendela, ban kendaraan,

Penyusutan adalah perubahan suatu benda yang menjadi berkurangnya panjang, lebar, dan luas karena terkena suhu dingin. Contohnya kawat listrik dan air raksa termometer.

Pemuaian dan penyusutan bisa terjadi pada logam, udara, dan air. Benda yang terkena suhu rendah akan mengalami penyusutan. Sedangkan benda yang terkena suhu tinggi akan mengalami pemuaian.

Ringkasan yang tepat berdasarkan teks di atas adalah ….

1. Perubahan suhu dapat menyebabkan pemuaian dan penyusutan. Benda yang terkena suhu rendah akan mengalami penyusutan. Sedangkan benda yang terkena suhu tinggi akan mengalami pemuaian.

2. Suhu menunjukkan derajat panas suatu benda. Energi panas dapat mengubah benda. Perubahan suhu dapat menyebabkan pemuaian dan penyusutan.

3. Pemuaian dan penyusutan bisa terjadi pada logam, udara, dan air.

4. Perubahan suhu dapat menyebabkan pemuaian dan penyusutan.

Jakarta -

Perpindahan panas atau dikenal juga sebagai perpindahan kalor adalah berpindahnya kalor dari benda dengan suhu tinggi ke benda dengan suhu lebih rendah yang terjadi secara alami. Perpindahan ini mengakibatkan terjadinya percampuran suhu dari kedua benda tersebut.

Sebelum lanjut, detikers sudah tahu tentang apa itu kalor, belum? Berdasarkan buku Perpindahan Kalor dan Massa oleh Ismail Sulaiman, kalor adalah suatu jenis energi yang dapat menimbulkan perubahan suhu pada suatu benda.

Kalau menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), kalor memiliki arti sebagai tenaga panas yang dapat diterima dan diteruskan oleh satu benda ke benda lain secara hantaran (konduksi), penyinaran (radiasi), atau aliran (konveksi).

Nah, kalor ini memiliki satuan internasional yang disebut joule dan satuan umum yang disebut dengan kalori, lho. Panas atau kalor juga memiliki pengaruh terhadap suatu benda dengan menimbulkan adanya perubahan suhu serta perubahan bentuk atau wujudnya.

Macam-macam Jenis Perpindahan Panas atau Perpindahan Kalor

Detikers, tahu enggak sih kalau perpindahan panas atau perpindahan kalor dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu konduksi, radiasi, dan konveksi. Dikutip dari buku Perpindahan Kalor dan Massa oleh Ismail Sulaiman, ini dia penjelasan lengkapnya.

1. Konduksi

Konduksi adalah perambatan panas tanpa disertai perpindahan zat perantara. Perpindahan panas secara konduksi terjadi jika panas mengalir dari tempat dengan suhu tinggi ke tempat dengan suhu yang lebih rendah menggunakan media penghantar panas tetap.

Contoh peristiwa konduksi dalam kehidupan sehari-hari:

- Sendok stainless steel akan terasa panas saat dipakai untuk mengaduk kopi panas. Nah, perambatan panas inilah yang disebut dengan konduksi.

- Cangkir pelan-pelan akan terasa hangat bahkan panas jika diisi kopi atau teh panas. Padahal sewaktu kosong cangkir memiliki suhu yang sama dengan ruangan tempatnya disimpan.

- Memanaskan panci atau wajan di atas api merupakan salah satu peristiwa konduksi yang bisa kamu lihat sehari-hari di rumah.

- Knalpot motor menjadi panas saat mesin dihidupkan.

2. Konveksi

Perpindahan panas secara konveksi terjadi antara permukaan padat dengan benda cair yang mengalir di sekitarnya melalui media penghantar cairan atau gas. Biasanya, perpindahan panas secara konveksi ini terjadi pada benda cair atau gas, nih detikers.

Contoh peristiwa konveksi dalam kehidupan sehari-hari:

- Minyak goreng yang dipanaskan di penggorengan. Panas pada minyak dengan suhu tinggi berpindah ke minyak dengan suhu lebih rendah. Perpindahan panas pada minyak ini terjadi dengan perantara air atau minyak itu sendiri.

- Terjadinya angin darat dan angin laut.

- Gerakan balon udara

- Asap cerobong pabrik yang membumbung tinggi.

3. Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi tanpa medium perantara. Perpindahan panas dengan cara radiasi terjadi melalui gelombang-gelombang elektromagnetik.

Contoh peristiwa radiasi dalam kehidupan sehari-hari:

- Panas matahari yang sampai ke bumi dan bisa langsung kita rasakan tanpa adanya perantara.

- Tubuh terasa hangat ketika berada di dekat sumber api atau lampu dengan daya yang besar.

- Proses menetaskan telur ayam atau burung dengan lampu juga merupakan peristiwa radiasi dalam kehidupan sehari-hari.

Nah, itu dia penjelasan mengenai perpindahan panas atau perpindahan kalor lengkap dengan macam-macam jenis dan contohnya.

Simak Video "Penampakan Ikan-ikan yang Mati Akibat Gelombang Panas di Prancis"

Energi Kimia – Berbicara energi kimia sepertinya tak nyata. Padahal dalam keseharian kita pasti menemukan. Lah kalau menjalin hubungan dengan seseorang kita perlu “chemistry” kok dengan si dia ya kan?

Chemistry dalam keseharian diartikan keselarasan rasa antar 2 orang yang terlibat. Bagaimana dengan Energi Kimia? Adakah korelasinya?

Pengertian Energi Kimia

Jadi kalau ada atom berinteraksi dengan atom akan dihasilkan energi kimia.

Tidak jauh seperti manusia, manusia juga kalau saling bertemu ada energi yang dihasilkan,  entah itu berupa perasaan yang menyebabkan bahagia atau perasaan sedih yang membuat menangis

Energi kimia juga didefinisikan sebagai potensi suatu zat kimia untuk mengalami reaksi kimia lalu berubah menjadi zat lain. Wujud energi kimia hanya dapat terjadi dalam alat penyimpanan energi.

Beberapa contoh media penyimpanan energi kimia yang biasa kita temui antara lain baterai, makanan, dan bensin.
Pemutusan atau pembuatan ikatan kimia juga  melibatkan energi, yang dapat diserap atau berevolusi dari sistem kimia.

Pemutusan ikatan antar atom akan menghasilkan energi, ketika atom bergabung lagi membentuk ikatan juga menghasilkan energi. Perubahan energi ini dapat diperkirakan dari energi ikatan berbagai ikatan kimia dalam reaktan dan produk.

Ya sama kayak kita, kalau putus dari pacar pasti ada perasaan biasanya sedih tapi ada juga yang bahagia
Begitupun ketika membentuk ikatan baru, bisa muncul perasaan sedih atau bahagia. Anggaplah perasaan itu energi !

Energi potensial kimia juga merupakan suatu bentuk energi potensial yang berkaitan dengan susunan struktural atom atau molekul. Setiap unsur atau senyawa memiliki energi potensial karena mereka terdiri dari molekul yang senantiasa bergerak atau bergetar.

Pengaturan ini mungkin merupakan hasil dari pembentukan ikatan kimia di dalam molekul atau sebaliknya pemutusan ikatan kimia. Energi kimia suatu zat kimia dapat diubah menjadi bentuk energi lain melalui reaksi kimia

Macam-macam Energi Kimia

1. Energi Kimia menjadi Energi Listrik

Ada energi listrik dapat diubah menjadi energi kimia dan sebaliknya melalui reaksi elektrokimia.

Reaksi kimia yang mampu menghasilkannya adalah reaksi reduksi oksidasi alias redoks.

Proses reduksi dan oksidasi di mana terjadi pelepasan atau penerimaan elektron dihasilkan energi listrik.

Kok bisa? Gini, oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron. Sementara reduksi adalah reaksi penerimaan elektron. Proses serah terima elektron itu akan menghasilkan energi listrik.

Alat yang menggunakan konsep ini disebut sel volta. Dinamakan sel Volta karena penemu alat ini adalah Volta. Dia membuat sebuah alat yang bisa menghasilkan listrik. Sebagai sumber listrik alat yang dibuatnya memiliki 2 buah kutub yaitu katoda sebagai kutub positif dan anoda sebagai kutub negatif. Kedua kutub tersebut dibuatnya dari 2 logam yang berbeda.

Volta sudah mengukur potensial reduksi atau kemampuan reduksi setiap logam yang disimbolkan E⁰ reduksi. Dengan kemampuan reduksi berbeda akan dihasilkan beda potensial yang memproduksi listrik

Misalkan kita membuat sel volta dengan memasangkan 2 buah logam yaitu besi  (Fe) dan tembaga (Cu).

Fe memiliki E⁰ reduksi -0,44 volt, sementara Cu memiliki E⁰ reduksi
+ 0,34 volt,

Memang yang Fe dan Cu memiliki potensial reduksi, namun ketika mereka dipasangkan, tak mungkin dua-duanya reduksi ,salah satu harus mengalah dan mengalami reduksi.

Karena kemampuan reduksi Fe lebih rendah dari Cu sehingga Cu akan melakukan proses reduksi dan Fe oksidasi ketika kedua logam ini dipasangkan.

Ternyata besar energi potensial yang dihasilkan adalah  + 0,78 volt. E⁰ sel yang dihasilkan di dapat dengan rumus E⁰sel= E⁰reduksi- E⁰oksidasi = +0,34-(-0,44) = + 0,78 Volt

Energi potensial ini adalah energi listrik. Angka ini dihasilkan sebagai  beda potensial logam Cu dan Fe.

Ilustrasi reaksi ion antara Cu dan Fe

2. Energi Kimia menjadi Energi Panas

Reaksi kimia yang menghasilkan energi panas menjadi pembahasan termokimia.

Menurut hukum kekekalan energi, energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan artinya energi alam semesta adalah tetap, hanya bentuknya saja yang berubah.

Jika ada energi yang menyertai suatu proses kimia, ataupun proses fisika, semata hanya terjadi perpindahan atau perubahan bentuk energi.

Nah selanjutnya perubahan energi kita ganti istilahnya dengan sistem. Segala sesuatu di luar sistem kita sebut lingkungan.

Dalam termokimia, ada dua jenis reaksi berdasarkan perubahan panas yang terjadi:

a. Eksoterm

Jumlah energi dari semua bentuk energi yang dimiliki oleh molekul atau partikel zat disebut energi dalam (enternal energy= E).

Energi dalam suatu zat atau sistem bisa berubah jika sistem itu menyerap atau melepaskan kalor.

Jika zat atau sistem menyerap kalor maka energi dalamnya akan bertambah dan getaran atau gerakan molekulnya akan bertambah.

Pertambahan energi dalam ini akan menyebabkan naiknya suhu, perubahan wujud (mencair atau menguap) atau perubahan kimia.

Reaksi eksoterm terjadi ketika ada sejumlah panas yang dilepaskan sistem ke lingkungan.

Misalkan dalam wadah kita memiliki gelas kemudian kita ukur suhunya 35⁰ C. Setelah itu kita masukkan zat Y. Ternyata setelah  kita ukur suhunya naik menjadi 45⁰ C.

Pada eksoterm, sistem melepas panas sehingga panasnya bertambah. Panas disini, panas zat X akan bertambah sehingga H awal<H akhir panahnya menuju arah bawah Jika kita cari selisihnya maka ∆H Nya negatif Contoh ½ N2(g) + 3/2 H2→NH3(g) ∆H=- 46 kJ

Reaksi pembentukan NH3 melepas energi panas sebesar 46 kJ

Analoginya begini
Misal jika si B memiliki uang, kemudian uangnya diberikan pada si A  sehingga B sehingga si B uangnya berkurang, sementara uang si A bertambah. Kita sebut A adalah lingkungan dan B adalah sistem kemudian uang adalah panas.

b. Endoterm

Reaksi endoterm terjadi ketika ada sejumlah panas yang diserap sistem dari lingkungan.

Energi dalam suatu zat atau sistem juga dapat berubah jika mereka melakukan atau menerima kerja (usaha luar).

Seperti kita,  yang akan mengeluarkan energi jika bergerak,namun jika mager alias malas gerak maka tak banyak energi yang dapat dihasilkan.

Jenis kerja yang menyertai perubahan kimia atau proses fisika (perubahan wujud) adalah kerja ekspansi, yaitu kerja yang berhubungan dengan perubahan volume. Kerja, berarti  ada volume yang kita perluas atau persempit.

Jika suatu zat atau sistem mengembang, maka zat akan mengusir udara atau mengangkat beban diatasnya.
Untuk melakukan kerja itu dibutuhkan sejumlah energi yang disebut kerja.

Jadi, jika zat atau sistem itu melakukan kerja maka energi dalamnya berkurang, walaupun zat  atau sistem itu tidak melepas kalor. Sebaliknya jika sistem menerima kerja (volume berkurang) maka energi sistem bertambah.

Untuk reaksi endoterm Misalkan dalam wadah kita memiliki gelas kemudian kita ukur suhunya 35⁰ C. Setelah itu kita masukkan zat X. Ternyata setelah  kita ukur suhunya turun menjadi 25⁰C.

Ilustrasi endotem

Terjadi penurunan suhu karena zat X yang berperan sebagai sistem, menyerap panas dari air. Air berperan sebagai lingkungan.

Analoginya begini
Misal jika si A memiliki uang, kemudian uangnya diambil oleh si B sehingga si A uangnya berkurang, sementara yang si B bertambah. Kita sebut A adalah lingkungan dan B adalah sistem kemudian uang adalah panas.

Pada endoterm, jika suhu lingkungan terdeteksi turun , namun sistem mengambil energi panas sehingga panas nya bertambah.

Energi panas disini didefinisikan sebagai entalpi, panas zat X akan bertambah sehingga H awal<H akhir Jika kita cari selisihnya maka ∆H nya positif

Contoh :

NH3 (g) → ½ N2(g) + 3/2 H2 (g) ∆H=+ 46 kJ
Reaksi penguraian NH3 menyerap energi panas sebesar 46 kJ

Perubahan energi selanjutnya kita sebut  perubahan entalpi atau perubahan panas. Perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi bergantung pada suhu dan tekanan pengukurnya. Perubahan entalpi yang diukur pada 25 ⁰C dan tekanan 1 atm, disebut perubahan entalpi standar. Perubahan entalpi tidak dilihat dari kondisi pengukurannya cukup dinyatakan ∆H saja.

Persamaan reaksi yang diikuti perubahan entalpi disebut persamaan termokimia. Karena tergolong sifat ekstensif, maka nilai perubahan entalpi yang dituliskan pada persamaan termokimia harus sesuai dengan stoikiometri reaksi, artinya jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi harus sama dengan koefisien reaksi.

Jenis-jenis Entalpi

1. Entalpi pembentukan standar

Unsur bereaksi dengan unsur membentuk 1 mol senyawa ternyata bisa menyerap atau melepas energi . Contoh entalpi pembentukan

½ N2(g) + 3/2 H2→NH3(g) ∆H=- 46 kJ
Jadi disini unsur nitrogen bertemu dengan unsur oksigen membentuk senyawa amonia atau NH3 dengan melepaskan panas sebesar 46 kJ. Jumlah 1 mol ditunjukkan dengan koefisien reaksi NH3 tidak ada yang artinya koefisiennya satu

Kalau dimisalkan entalpi pembentukan adalah proses membentuk pernikahan AB, misalnya si A bertemu dengan si B lalu mereka menikah dan menjadi satu AB. ada pastinya emosi entah itu sedih atau bahagia. Si A dan B anggaplah unsur dan pernikahan AB sebagai senyawa. Emosi dianalogikan energi panas

2. Entalpi penguraian standar

Kebalikan dari reaksi pembentukan adalah penguraian, jadi 1 mol senyawa terurai menjadi Unsur  dan unsur. Reaksi penguraiannya bisa menyerap atau melepas energi . Contoh entalpi pembentukan

NH3(g)→½ N2(g) +3/2 H2 ∆H=- 46 kJ

Jadi disini unsur nitrogen bertemu dengan unsur oksigen membentuk senyawa amonia atau NH3 . Jumlah 1 mol ditunjukkan dengan koefisien reaksi NH3 tidak ada yang artinya koefisiennya satu

Kalau dimisalkan entalpi penguraian adalah proses perceraian, misalnya AB bercerai dan berpisah masing-masing A dan B mestilah ada emosi entah itu sedih atau bahagia
Si A dan B anggaplah unsur dan pernikahan AB sebagai senyawa. Emosi dianalogikan energi panas

3. Entalpi pembakaran Standar

Selain pembentukan dan penguraian senyawa yang berpotensi menghasilkan energi maka reaksi pembakaran pun mampu menghasilkan energi.

Entalpi pembakaran didefinisikan sebagai energi panas yang dihasilkan oleh pembakaran 1 mol unsur atau 1 mol senyawa.

Contoh: entalpi pembakaran C C (s) + ½ O2(g) →CO(g) ∆H=- 110,5 kJ Pembakaran 1 mol karbon menghasilkan energi panas sebesar 110,5 kJ Entalpi pembakaran CO C (s) + O2(g) →CO2(g) ∆H=- 393,5 kJ Pembakaran 1 mol CO (karbon monoksida menghasilkan energi panas sebesar 393,5 kJ

Entalpi pembakaran melepas energi atau eksoterm karena dihasilkan panas.

Contoh-contoh Energi Kimia

Banyak contoh-contoh energi kimia yang biasa kita gunakan dalam kehidupan sehari- hari diantaranya

1. Baterai

Baterai merupakan contoh dari perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Kita menggunakan batu baterai untuk membuat jam dinding tetap bergerak dan remot untuk digunakan.

Meskipun saat akan digunakan remot biasanya hilang alias lupa dimana tersimpan

Baterai merupakan contoh perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

Baterai yang relatif murah biasanya adalah sel galvani karbon-seng, dan terdapat beberapa jenis, termasuk standar dan alkaline. Jenis ini sering juga disebut sel kering karena tidak terdapat larutan elektrolit, yang menggantikannya adalah pasta semi padat.

Baterai mobil yang digunakan sebagai alat menyimpan energi juga digunakan untuk menyuplai sistem kelistrikan mobil yang dapat kamu pelajari pada buku Pengetahuan Baterai Mobil.

Pasta mangan(IV) oksida (MnO2) berfungsi sebagai katoda yang akan menerima elektron. Amonium klorida(NH4Cl) dan seng klorida (ZnCl2) berfungsi sebagai elektrolit. Seng pada lapisan luar berfungsi sebagai anoda.

Reaksi yang terjadi :anoda : Zn→Zn2++ 2 e- Zn akan melepaskan 2 elektron kemudian

katoda : 2MnO2+ H2O + 2e-→Mn2O3+ 2OH-

Dengan menambahkan kedua setengah reaksi akan membentuk reaksi redoks utama yang terjadi dalam sel kering karbon-seng.
Zn + 2MnO2+ H2O→Zn2++ Mn2O3+ 2OH-Baterai ini menghasilkan potensial sel sebesar 1,5 volt.

2. Baterai Aki

Baterai ini memiliki enam sel 2 volt yang dihubungkan seri. Logam timbal dioksidasi menjadi ion Pb2+dan melepaskan dua elektron di anoda. Pb dalam timbal (IV) oksida mendapatkan dua elektron dan membentuk ion Pb2+ di katoda. Ion Pb2+bercampur dengan ion SO42- dari asam sulfat membentuk timbal (II) sulfat pada tiap-tiap elektroda.

Jadi reaksi yang terjadi ketika baterai timbal-asam digunakan menghasilkan timbal sulfat pada kedua elektroda.PbO2+ Pb + 2H2SO4→2PbSO4+ 2H2O
baterai timbal-asam bersifat spontan dan tidak memerlukan input energi.

Reaksi sebaliknya, mengisi ulang baterai, tidak spontan karena membutuhkan input listrik dari mobil. Arus masuk ke baterai dan menyediakan energi bagi reaksi dimana timbal sulfat dan air diubah menjadi timbal(IV) oksida, logam timbal dan asam sulfat .2PbSO4+ 2H2O→PbO2+ Pb + 2H2SO4

3. Fotosintesis

Tanaman hijau mengubah energi matahari menjadi energi kimia (kebanyakan oksigen) melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis.

Proses fotosintesis mengubah Karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen. Oksigen yang sangat kita butuhkan saat melakukan pernafasan atau respirasi Reaksi fotosintesis: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Kegiatan fotosintesis terjadi di siang hari karena memerlukan bantuan sinar matahari.

Cobalah mencari pohon di siang hari

Jika tak ada bahu untuk bersandar carilah pohon untuk bersandar.

Meskipun seperti tak ada kegiatan namun yang satu ini lebih menyehatkan karena banyak oksigen yang baru saja release fresh from the oven istilahnya

Selain pohon lebih kuat, kita juga akan merasakan kesegaran karena banyak oksigen yang baru dilepaskan oleh pohon yang sedang berfotosintesis. Dengan bantuan angin sepoi-sepoi dijamin kantuk menyerang.

Fotosintesis merupakan reaksi endoterm karena menyerap panas.

4. Pembakaran bahan bakar

Bensin yang terbakar kemudian menghasilkan tenaga untuk menjalankan kendaraan bermotor. Bensin merupakan jenis dari hidrokarbon reaksi pembakarannya sebagai berikut

CxHy + O2→CO2 + H2O

Reaksi Pembakaran bahan bakar termasuk reaksi eksoterm berdasarkan harga kalor yang dilepas, dan termasuk entalpi pembakaran berdasarkan jenis reaksi yang terjadi

5. Pencernaan makanan

Dari mulai makanan singgah di mulut, meluncur lewat kerongkongan lalu berenang di lambung dan wara-wiri di usus,  banyak reaksi kimia yang menemaninya. Ketika makanan selesai dicerna ada energi yang dihasilkan untuk digunakan dalam beraktifitas.

Bagi para penggiat diet, mungkin sudah biasa menghitung berapa kalori yang akan didapatkan dari suatu sumber makanan. Agar tak berlebihan biasanya dihitung kalori yang dibutuhkan oleh tubuh. Jika sampai berlebihan maka kalori yang seharusnya jadi tenaga akan menumpuk di tubuh jadi timbunan lemak ya ‘kan?

Jadi sesungguhnya kegemukan terjadi ketika kalori yang digunakan lebih sedikit dari kalori yang masuk

6. Respirasi/ pernapasan

Proses pernapasan merupakan reaksi kimia yang menghasilkan panas. Maka respirasi kita golongkan eksoterm Reaksinya:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

Ada panas yang dihasilkan oleh proses pernapasan

Itulah dia pembahasan energi kimia. Semoga dengan penjelasan ini pengetahuan tentang energi kimia semakin terbuka lebar ya.

Energi kimia selama ini telah memberikan segudang manfaat pada kehidupan kita sehari-hari. Semoga setelah mempelajari energi kimia tadi chemistry kita dengan kimia makin baik.

Rekomendasi Buku & Artikel Terkait

1. Ensiklopedia Kimia Volume 1: Sejarah Kimia, Atom & Molekul

2. Buku Pengayaan Kimia: Atom, Ion, dan Molekul

3. Inti Materi Fisika – Kimia Sma Kls 10,11,12

• Custom log
• Akses ke ribuan buku dari penerbit berkualitas
• Kemudahan dalam mengakses dan mengontrol perpustakaan Anda
• Tersedia dalam platform Android dan IOS
• Tersedia fitur admin dashboard untuk melihat laporan analisis
• Laporan statistik lengkap
• Aplikasi aman, praktis, dan efisien