Kalor sebanyak 4 2 J adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 g air murni sehingga

Table of Contents Show

1. Kalor dalam Mengubah Wujud Zat dan Suhu Suatu Benda
2. Asas Black
Video yang berhubungan

78 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Pada saat tanganmu bersentuhan dengan gelas berisi susu hangat, tanganmu akan mengalami kenaikan suhu. Hal ini dikarenakan kalor dari gelas berisi air hangat yang suhunya lebih tinggi berpindah ke tanganmu yang suhunya lebih rendah. Jadi, kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah.

1. Kalor dalam Mengubah Wujud Zat dan Suhu Suatu Benda

Bagaimana peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu? Marilah kita pelajari lebih lanjut.

a. Kalor dan Perubahan Suhu Zat

Pernahkah kamu membuat air hangat untuk mandi pagi? Untuk membuat air hangat kamu terlebih dahulu memasak air hingga mendidih, kemudian mencampurkannya dengan air leding. Nah, ketika kamu mencampur air panas dan air leding, terjadi perpindahan energi kalor dari air panas menuju air dingin sampai suhu air tersebut menjadi sama. Peristiwa ini menunjukkan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda. Oleh karena kalor merupakan salah satu bentuk energi, maka satuan kalor adalah joule. Pada kehidupan sehari-hari kalor sering juga dinyatakan dalam satuan kalori. Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air hingga suhunya naik 1 °C. Hubungan antara joule dan kalori dinyatakan sebagai berikut. 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori Agar kamu lebih memahami hubungan antara kalor dan perubahan suhu suatu zat, lakukanlah kegiatan berikut. Hubungan Antara Kalor dengan Perubahan Suhu, Massa, dan Jenis Zat Cair Tujuan: Menyelidiki hubungan antara kalor dengan perubahan suhu, massa, dan jenis zat cair. Alat dan bahan: 1. Tiga buah gelas kimia 2. Tiga buah termometer 3. Tiga buah pembakar bunsen 4. Tiga buah stopwatch 5. Air dan alkohol Kegiatan 3.8 Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 79 Dari Kegiatan 3.8, kamu dapat mengamati bahwa besarnya kenaikan suhu dipengaruhi oleh massa dan jenis zat tersebut. Jadi, dari kegiatan di atas dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut. 1. Semakin besar kalor yang diberikan pada suatu zat, semakin besar kenaikan suhunya. 2. Semakin besar massa suatu zat, semakin besar kalor yang diperlukan untuk memanaskan zat tersebut. 3. Kalor yang diberikan pada suatu zat sebanding dengan kalor jenis zat tersebut. Jika dituliskan dalam bentuk persamaan matematika, diperoleh hubungan sebagai berikut. Q = m ⋅ c ⋅ ∆T ... 3 – 12 Keterangan: Q = banyaknya kalor yang diperlukan J m = massa zat kg c = kalor jenis zat J kg -1 °C -1 ∆T = kenaikan suhu °C Berdasarkan hasil pengamatan dari Kegiatan 3.8, apakah waktu yang diperlukan untuk menaikkan 1 °C air dan 1 °C alkohol sama? Tidak semua zat memiliki kemampuan yang sama dalam menyerap kalor. Hal ini terbukti bahwa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu alkohol sebesar 1 °C lebih kecil daripada kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 °C. Artinya, alkohol lebih cepat panas dari- pada air. Nah, kemampuan untuk menyerap kalor ditentu- kan oleh sifat dari suatu zat dinamakan kalor jenis. Jadi, kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat sebesar 1 °C. Secara matematis, kalor jenis didefinisikan sebagai berikut. c = Q m T ⋅ ∆ ... 3 – 13 Prosedur kerja: 1. Isilah gelas kimia pertama dengan 200 g 200 mL air, gelas kimia kedua dengan 150 g 150 mL air, dan gelas kimia ketiga dengan 100 g 100 mL air. 2. Setelah itu, panaskan ketiga gelas kimia tersebut dengan pembakar bunsen. 3. Masukkan termometer ke dalam setiap gelas kimia , kemudian catatlah kenaikan suhu tiap 1 menit untuk setiap gelas kimia. 4. Ulangi prosedur kerja 1 – 3 untuk alkohol. Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan 1. Pada gelas kimia manakah yang lebih cepat mengalami kenaikan suhu? 2. Bagaimanakah pengaruh massa terhadap kenaikan suhu? 3. Manakah yang lebih cepat panas, 200 g air atau 200 g alkohol? 4. Bagaimanakah pengaruh jenis zat terhadap kenaikan suhu? 5. Gambarlah grafik hubungan suhu dan waktu Di unduh dari : Bukupaket.com 80 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Satuan internasional dalam sistem MKS untuk kalor jenis adalah J kg -1 °C -1 . Satuan kalor jenis suatu zat dapat juga dituliskan dalam kalori per gram o Celsius. Sebagai contoh, dalam sistem MKS kalor jenis air adalah 4.200 J kg -1 °C -1 . Hal ini berarti bahwa kalor yang diperlukan untuk menaikkan 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Nah, tahukah kamu kalor jenis zat-zat lainnya? Kalor jenis beberapa zat dapat kamu lihat pada Tabel 3.5. Contoh 1. Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 500 g air dari 25 °C menjadi 100 °C, jika kalor jenis air adalah 4.200 J kg -1 °C -1 ? Jawab: massa air m = 500 g = 0,5 kg kalor jenis air c = 4.200 J kg -1 °C -1 kenaikan suhu air ∆ T = 100 °C – 25 °C = 75 °C Q = ...? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 12 diperoleh: Q = m ⋅ c ⋅ ∆T = 0,5 kg × 4.200 J kg -1 °C -1 × 75 °C = 157.500 J Jadi, kalor yang diperlukan adalah 157.500 J. 2. Sebuah besi yang bermassa 2 kg dipanaskan dari 14 °C menjadi 30 °C. Jika kalor yang diperlukan untuk memanaskan besi tersebut adalah 14.400 J, berapakah kalor jenis besi tersebut? Jawab: massa besi m = 2 kg kenaikan suhu besi ∆ T = 30 °C – 14 °C = 16 °C energi kalor yang diperlukan Q = 14.400 J c = ...? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 13 diperoleh: c = Q m T ⋅ ∆ = 14.400 J 2 kg × 16 C ° = 450 J kg -1 °C -1 Jadi, kalor jenis besi tersebut adalah 450 J kg -1 °C -1 . 3. Kalor 31,5 kJ dilepaskan dari 1,2 kg es pada suhu -15 °C. Berapakah suhu akhirnya, jika kalor jenis es adalah 2.100 J kg -1 °C -1 ? Jawab: suhu awal = -15 °C massa es m = 1,2 kg kalor jenis es c = 2.100 J kg -1 °C -1 energi kalor yang dilepaskan Q = 31,5 kJ = 31.500 J suhu akhir = ...? Tabel 3.5 Kalor jenis ber- bagai zat Nama Zat Koefisien Jenis J Kg -1 °C -1 timah hitam raksa perak tembaga besi kaca aluminium udara kayu es alkohol air 130 140 230 390 450 670 900 1.000 1.700 2.100 2.400 4.200 Tokoh Sains James Prescott Joule James Prescott Joule 1818 - 1889 ialah seorang ilmuwan Inggris yang merumuskan Hukum Kekekalan Energi, yaitu Energi tidak dapat diciptakan ataupun di- musnahkan. Ia adalah seorang ilmuwan Inggris yang hobi fisika. Dengan percobaan ia berhasil membuktikan bahwa panas kalor tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir. Sumber: Phyisics for You Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 81 Q = m ⋅ c ⋅ ∆T → ∆T = Q m c ⋅ = -1 -1 31.500 J 1,2 kg × 2.100 J kg ° C = 12,5 °C Jadi, suhu akhirnya adalah: Perubahan suhu = suhu awal – suhu akhir suhu akhir = suhu awal – perubahan suhu = -15 °C – 12,5 °C = -27,5 °C Kapasitas kalor Kapasitas kalor didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 °C atau 1 K. Secara matematis kapasitas kalor dirumuskan: C = Q T ∆ ... 3 – 14 Atau C = m ⋅ c ... 3 – 15 Keterangan: Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas J C = kapasitas kalor J °C -1 atau J K -1 ∆T = kenaikan suhu °C atau K m = massa benda kg c = kalor jenis J kg -1 °C -1 Contoh Untuk menaikkan suhu suatu benda dari 10 °C hingga 30 °C diperlukan kalor 60.000 J. Hitung besar kapasitas kalor benda tersebut Jawab: Q = 60.000 J T 1 = 10 °C T 2 = 30 °C C = ….? Dengan menggunakan Persamaan 3 – 14 diperoleh: C = Q T ∆ = ° − 60.000 J 30 C 10 °C = 3.000 J °C -1 Jadi, kapasitas kalor benda adalah 3.000 J °C -1 .

b. Kalor dan Perubahan Wujud Zat

Pernahkah kamu membeli es krim? Jika kamu membeli es krim, kemudian es krim tersebut kamu biarkan beberapa saat di tempat yang terbuka, maka es krim tersebut lama- kelamaan akan mencair. Mengapa es krim dapat mencair? Gambar 3.15 Es krim mencair karena menerima kalor dari sekitarnya. Sumber: Dokumen Penerbit Di unduh dari : Bukupaket.com 82 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Hal ini disebabkan es krim menerima kalor dari udara di sekitarnya sehingga es krim mengalami perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa tersebut membuktikan bahwa kalor yang diberikan pada suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut. Agar kamu lebih memahami hubungan antara kalor dan perubahan wujud zat, lakukanlah Kegiatan 3.9 berikut. Kegiatan 3.9 Hubungan antara Kalor dengan Perubahan Wujud Zat Tujuan: Menyelidiki hubungan antara kalor dengan perubahan wujud zat. Alat dan bahan: 1. Gelas kimia 5. Piring kaca yang bening, 2. Pembakar spiritus 6. Es batu. 3. Kaki tiga 4. Kawat kasa Prosedur kerja: 1. Masukkan es ke dalam gelas kimia, kemudian panaskan dengan pembakar spiritus. Perhatikan gambar di samping. 2. Amati perubahan wujud pada es. 3. Setelas es mencair, panaskan air sampai mendidih. Kemudian, dekatkan piring kaca yang bening ke mulut gelas kimia. Perhatikan gambar di samping. 4. Amati perubahan wujud pada air. Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan. 1. Perubahan wujud apa yang terjadi pada es setelah dipanaskan? 2. Perubahan wujud apa yang terjadi pada air setelah dipanaskan? 3. Apakah yang terlihat pada permukaan piring yang didekatkan di mulut gelas kimia? Dari Kegiatan 3.9 di atas kamu telah menyelidiki pengaruh pemberian kalor pada es batu sehingga es batu mengalami perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa ini dinamakan mencair. Setelah menjadi air, kemudian air tersebut diberi kalor, kamu dapat mengamati bahwa air juga mengalami perubahan wujud. Perubahan wujud yang dialami air ketika diberikan kalor adalah dari zat cair menjadi zat gas. Peristiwa ini dinamakan menguap. es batu p i r i n g kaca Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 83 Untuk memudahkan kamu mengingat perubahan wujud zat, perhatikan diagram perubahan wujud zat di samping. Anak panah yang bergaris tegas menyatakan bahwa dalam proses perubahan wujud, zat tersebut memerlukan kalor. Adapun anak panah yang bergaris putus-putus menyatakan bahwa dalam proses perubahan wujud, zat tersebut melepaskan kalor. Menyublim adalah peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Pada peristiwa menyublim, zat padat memerlukan kalor. Adapun mengkristal adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi padat. Pada peristiwa menyublim, zat gas melepaskan kalor. Ciri dari perubahan wujud yang memerlukan kalor adalah terjadinya kenaikan suhu. Sedangkan ciri dari perubahan wujud yang melepaskan kalor adalah terjadinya penurunan suhu. 1 Penguapan dan Pengembunan Ketika kamu selesai berenang di siang hari yang panas, lalu beristirahat di tepi kolam dan tidak segera mengeringkan tubuhmu dengan handuk, lama- kelamaan tubuhmu akan merasa kedinginan. Nah, tahukah kamu mengapa tubuhmu merasa kedinginan, meskipun saat itu cuaca sangat panas? Kamu merasa kedinginan karena kalor yang ada dalam tubuhmu berpindah ke tetes-tetes air yang suhunya lebih rendah dari suhu tubuhmu sampai tetes air tersebut menguap dan membawa kalor dari tubuhmu. Peristiwa tersebut menyebabkan kamu telah kehilangan energi kalor sehingga tubuhmu merasakan kedinginan. Agar kamu lebih memahami peristiwa penguapan, lakukanlah kegiatan berikut. Gambar 3.16 Diagram perubahan wujud zat. menyublim mengrista l mengembun menguap mencair membeku GAS PADAT CAIR Kegiatan 3.10 Penguapan Tujuan: Menyelidiki peristiwa penguapan. Alat dan bahan: Alkohol secukupnya Prosedur kerja: 1. Sediakanlah alkohol secukupnya. 2. Teteskanlah alkohol ke permukaan kulit tanganmu. 3. Perhatikanlah bagaimana alkohol menguap. Apakah yang kamu rasakan? Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan. 1. Apa yang kamu rasakan ketika alkohol menguap? 2. Mengapa tanganmu merasakan demikian? Di unduh dari : Bukupaket.com 84 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Alkohol mudah menguap. Ketika alkohol diteteskan ke permukaan kulit, maka untuk penguapan dibutuhkan kalor yang diambil dari kulit sehingga kulit merasa dingin karena melepas kalor. Dari peristiwa tersebut jelaslah bahwa zat memerlukan kalor untuk menguap. Nah, tahukah kamu hal-hal apa saja yang dapat dilakukan untuk mempercepat proses penguapan? Untuk mempercepat proses penguapan dapat dilakukan cara- cara seperti berikut. a Memperluas Permukaan Pernahkah kamu mengamati ibumu ketika menjemur pakaian? Apa yang dilakukan ibumu agar pakaian yang dijemur cepat kering? Untuk mempercepat proses penguapan agar pakaian yang dijemur cepat kering, ibumu biasanya mem- bentangkan atau melebarkan letak pakaian. Dengan memperluas permukaan pakaian yang dijemur, berarti kamu telah memperbanyak molekul-molekul air dekat dengan permukaan udara yang me- mungkinkan air meninggalkan molekul lainnya untuk berubah wujud menjadi molekul-molekul gas. Tugas 3.2 Carilah contoh lain pada kehidupan sehari-hari yang biasa dilakukan untuk mempercepat proses penguapan dengan memperluas permukaan. Diskusikan dengan teman sekelompokmu, kemudian bacakan hasilnya di depan kelas. Gambar 3.17 Pakaian dibentangkan saat dijemur agar cepat kering. b Mengurangi Tekanan pada Permukaan Untuk mempercepat proses penguapan dapat juga dilakukan dengan mengurangi tekanan pada permukaan. Jika tekanan pada permukaan zat cair diperkecil, partikel-partikel udara yang ada di atas permukaan zat cair menjadi lebih renggang. Hal ini menyebabkan, partikel-partikel zat cair yang ada di permukaan dapat lebih cepat melepaskan diri dari molekul-molekul lainnya karena tidak ada molekul udara yang menghalanginya dan molekul zat cair tersebut dapat dengan mudah mengisi ruang kosong di antara molekul-molekul udara tersebut. c Memanaskan atau Menaikkan Suhu Zat Jika air dalam bejana dipanaskan maka air akan lebih mudah menguap daripada air dalam bejana yang tidak dipanaskan. Hal ini terjadi karena molekul- molekul yang lebih dekat dengan permukaan ber- getar lebih cepat sehingga mampu melepaskan diri dari permukaan zat cair, yang disebut dengan menguap. Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 85 d Meniupkan Udara di Atas Permukaan Ketika kamu membeli bakso yang masih panas, apa yang seharusnya kamu lakukan agar bakso yang masih panas cepat dingin? Bakso yang masih panas perlu kamu tiupkan udara di atas permukaan bakso agar cepat dingin. Udara yang bertiup di atas permukaannya dapat membawa molekul-molekul air di dekat permukaan meninggal- kan air panas pada bakso. Contoh lainnya, yaitu ketika kamu meneteskan alkohol di atas permukaan kulitmu, kemudian kamu meniupnya maka alkohol tersebut perlahan-lahan mulai menguap dan habis. Peristiwa pengembunan dapat kamu amati ketika kamu memasak air di ceret dan uap airnya mengenai tutup ceret. 2 Pendidihan Ketika kamu memanaskan air, suhu air tersebut akan bertambah. Pada suhu tertentu, keseluruhan zat cair tersebut mengalami penguapan tidak hanya di permukaan air sehingga gelembung-gelembung uap terjadi di dalam seluruh zat cair. Peristiwa ini dinamakan pendidihan. Agar kamu lebih memahami peristiwa mendidih, lakukanlah Kegiatan 3.11 berikut. Gambar 3.18 Meniup udara di atas permukaan bakso pa- nas dapat memper- cepat pendinginan. Kegiatan 3.11 Pendidihan Tujuan: Menyelidiki peristiwa pendidihan. Alat dan bahan: 1. Sebuah gelas kimia 2. Pembakar spiritus 3. Stopwatch 4. Termometer 5. Air secukupnya Prosedur kerja: 1. Isilah gelas kimia dengan air 200 mL, kemudian panaskan gelas kimia tersebut dengan pembakar spiritus. 2. Amatilah dan catat kenaikan suhu pada termometer setiap menitnya. 3 . Lakukan pengamatan hingga air dalam gelas kimia mendidih. 4. Buatlah grafik suhu terhadap waktu. Diskusikanlah pertanyaan berikut untuk mendapatkan kesimpulan. 1. Pada suhu berapa air mulai mendidih? 2. Buatlah grafik suhu terhadap waktu dari hasil percobaanmu, kemudian tuliskan kesimpulanmu Di unduh dari : Bukupaket.com 86 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Dari Kegiatan 3.11 diperoleh bahwa air mendidih pada suhu 100 °C tekanan 1 atm, jika air terus dipanaskan sewaktu mendidih, suhunya tetap 100 °C. Jika di- gambarkan dalam bentuk grafik, diperoleh grafik seperti Gambar 3.19. Dari Kegiatan 3.11 dapat diamati juga bahwa sewaktu mendidih, zat cair tersebut tetap memerlukan kalor. Nah, tahukah kamu berapakah besar kalor yang diperlukan untuk menguapkan air pada titik didihnya? Berdasarkan penelitian, untuk menguapkan 1 kg air pada suhu 100 °C diperlukan kalor sebanyak 2.260.000 J. Nah, banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair pada titik didihnya dinamakan kalor uap U. Satuan kalor uap adalah Joule per kg. Secara matematis banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan zat cair pada titik didihnya dituliskan sebagai berikut. Q = m · U ... 3 – 16 Keterangan: Q = kalor yang diperlukan J m = massa zat kg U = kalor uap J kg -1 Besarnya kalor uap setiap zat berbeda. Pada Tabel 3.6 ditunjukkan besarnya titik didih dan kalor uap berbagai zat. Gambar 3.19 Grafik suhu terhadap waktu dari pemanasan air hingga mendidih pada 100° C dan terus dipanaskan. suhu ° C 100 waktu menit Tabel 3.6 Titik didih dan kalor uap berbagai zat. Nama Zat Titik Didih °C alkohol air raksa tembaga timah hitam perak emas besi 78 100 357 1.187 1.750 2.193 2.660 3.023 Kalor Uap J kg -1 1.100.000 2.260.000 272.000 5.069.000 871.000 2.336.000 1.578.000 6.340.000 Sumber: Tabel Referensi Contoh Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 3 kg air pada suhu 100 °C jika kalor uap air 2.260.000 J kg -1 ? Jawab: massa air m = 3 kg kalor uap air U = 2.260.000 J Q = ...? Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 87 Tabel 3.7 Titik lebur dan kalor lebur berbagai zat. Nama Zat Titik Lebur °C alkohol raksa air timah hitam -97 -39 327 Kalor Lebur J kg -1 69.000 20.000 336.000 25.000 Q = m · U = 3 kg × 2.260.000 J kg -1 = 6.780.000 J Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan adalah 6.780.000 J. 3 Pencairan dan Pembekuan Es krim dibiarkan beberapa saat dalam keadaan terbuka, lama-kelamaan es krim tersebut akan mencair. Peristiwa mencair atau melebur adalah proses perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Peristiwa membeku merupakan kebalikan dari peristiwa mencair. Membeku adalah proses perubahan wujud dari zat cair menjadi zat padat. Nah, apakah proses mencair dan membeku memerlukan kalor? Untuk mencair suatu zat memerlukan kalor, sedangkan untuk membeku suatu zat melepaskan kalor. Pada saat zat melebur atau mencair suhu suatu zat selalu tetap. Nah, tahukah kamu berapa kalor yang diperlukan untuk mencairkan suatu zat? Kalor yang diperlukan untuk mencairkan 1 kg zat padat menjadi 1 kg zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang dilepaskan pada saat 1 kg zat cair membeku menjadi 1 kg zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku . Apakah kalor lebur dan kalor beku suatu zat berbeda? Hasil penelitian menunjukkan bahwa kalor lebur dan kalor beku suatu zat yang sejenis adalah sama, begitu juga halnya dengan titik lebur dan titik beku suatu zat sejenis adalah sama. Secara matematis, banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan zat padat pada titik leburnya adalah sebagai berikut. Q = m · U ... 3 – 17 Keterangan: Q = kalor yang diperlukan J m = massa zat kg L = kalor lebur atau kalor beku J kg -1 Setiap benda memiliki titik lebur dan kalor lebur yang berbeda, pada Tabel 3.7 diperlihatkan titik lebur dan kalor lebur beberapa zat. Gambar 3.20 Diagram kalor yang diperlukan dalam peru- bahan wujud es hingga menjadi uap. Q 1 = m · c es · ∆t Q 2 = m · L Q 3 = m · c air · ∆t Q 4 = m · U Q 5 = m · c uap · ∆t uap Q 5 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 100°C uap es 100°C air 0°C air 0°C es Di unduh dari : Bukupaket.com 88 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VII Contoh 1. Berapakah kalor yang diperlukan untuk melebur 5 kg aluminium jika kalor lebur aluminium 403.000 J kg -1 ? Jawab: massa aluminium m = 5 kg kalor lebur aluminium L = 403.000 J kg -1 Q = m · L = 5 kg × 403.000 J kg -1 = 2.015.000 J Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan adalah sebesar 2.015.000 J. 2. Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan 200 g es yang mempunyai suhu -5 °C, jika kalor jenis es 2.100 J kg -1 °C dan kalor lebur es 340.000 J kg -1 ? Jawab: massa es m = 200 g = 0,2 kg suhu awal es = -5 °C kalor jenis es c = 2.100 J kg -1 °C kalor lebur es L = 340.000 J kg -1 Perhatikan grafik pada gambar di samping. Dari grafik terlihat bahwa untuk meleburkan es yang bersuhu -5 o C terlebih dahulu diperlukan kalor Q 1 untuk menaikkan suhu es sampai pada titik leburnya o C, yaitu sebesar: Q 1 = m · c · ∆T = 0,2 kg × 2.100 J kg -1 °C × 5°C = 2.100 J Setelah itu, diperlukan kalor untuk meleburkan es menjadi air sebesar: Q 2 = m · L = 0,2 kg × 340.000 J kg -1 = 68.000 J Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan es yang bersuhu -5 °C menjadi air yang bersuhu 0 °C adalah: suhu ºC -5 A Q 1 Q 2 B C w a k t u menit aluminium perak tembaga platina besi 660 961 1.083 1.769 1.808 403.000 88.000 206.000 113.000 289.000 Sumber: Tabel Referensi Di unduh dari : Bukupaket.com Wujud Zat dan Perubahannya 89 Q total = Q 1 + Q 2 = 2.100 J + 68.000 J = 70.100 J

c. Peralatan Sederhana yang Memanfaatkan Prinsip Kalor

Tahukah kamu bagaimana cara membuat air murni? Untuk membuat air murni dapat menggunakan proses pe- nyulingan. Alat penyulingan sederhana terdiri atas labu didih, pipa uap air, kondensor alat pendingin, pembakar bunsen, dan wadah penampung air hasil penyulingan. Perangkat proses penyulingan ditunjukkan pada Gambar 3.21. Nah, bagaimana prinsip kerja alat penyulingan air sederhana tersebut? Ketika air tidak murni di dalam labu dipanaskan sampai mendidih, uap airnya dialirkan melalui pipa uap air dalam kondensor. Selanjutnya pada kondensor dialiri air dingin secara terus-menerus. Akibatnya, uap air murni dalam pipa uap air mengembun menghasilkan air murni.