Suhu dan kalor merupakan salah satu materi yang ada dalam ilmu fisika. Pembahasan kali ini biasanya sangat identik dengan panas, namun maksud dari ilmu fisika yang satu ini tidaklah selalu mengenai panas. Materi suhu serta kalor wajib kamu pahami jika ingin belajar ilmu fisika lebih lanjut lagi.
Pengertian Suhu dan Kalor
Suhu adalah ukuran panas atau dinginnya suatu benda maupun sistem. Suhu didefinisikan sebagai ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki molekul benda, serta menggambarkan gerakan molekul benda. Suatu benda yang memiliki ukuran suhu yang tinggi, artinya energi panasnya juga tinggi. Selain itu, benda yang bersuhu tinggi mempunyai energi kinetik molekul rata-rata yang tinggi dan cepat.
Benda yang memiliki ukuran suhu rendah, artinya energi panas yang dimiliki juga rendah. Suhu rendah memiliki energi kinetik molekul rata-rata yang tinggi, dan gerakan molekulnya lambat. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur suhu yakni termometer namanya.
Kalor adalah energi yang mengalami perpindahan dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah, sampai mencapai keseimbangan termal. Satuan yang digunakan dalam kalor adalah joule dan kalori. Diketahui bahwa 1 joule nilainya sama dengan 0,24 kalori, sedangkan 1 kalori ialah 4,2 joule. Besaran-besaran yang ada pada kalor di antaranya ialah kalor jenis, kapasitas kalor, dan energi kalor.
Perlu kamu ketahui ternyata untuk menaikkan suhu sebesar 1 K pada benda yang bermassa 1 kg membutuhkan sejumlah kalor yang disebut dengan kalor jenis loh. Berikut rumus untuk menghitung kalor jenis:
Kapasitas kalor ialah banyaknya kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu sebesar 1 K. Satuan dari kapasitas kalor ialah J/K Kapasitas kalor (C) dapat dihitung dengan rumus berikut:
Sedangkan untuk energi kalor dapat dirumuskan sebagai berikut:
Perpindahan Panas
Pada materi suhu dan kalor ini terdapat juga pembahasan tentang perpindahan panas. Perpindahan panas dibagi menjadi tiga jenis yang masing-masing memiliki medium berbeda saat panas tersebut berpindah. Berikut adalah 3 jenis perpindahan panas:
1. Konduksi
Konduksi berarti medium yang menjadi penghantar panasnya tidak disertai dengan gerakan permanen. Pada konsep molekuler, konduksi terjadi karena molekul yang memiliki kecepatan tinggi dan rendah saling bertubrukan. Sehingga dihasilkan peningkatan energi kinetik pada molekul yang dapat membuat suhu meningkat. Contohnya adalah perpindahan panas pada material logam.
2. Konveksi
Konveksi merupakan perpindahan panas yang terjadi karena adanya perantara atau medium. Ketika suhu meningkat akan menyebabkan volume meningkat dan medium semakin rapat. Pada konsep molekuler, suatu medium yang renggang akan memiliki suhu yang rendah. Sedangkan medium rapat akan memiliki suhu yang tinggi.
Oleh karena itu, medium yang renggang akan cenderung bergerak ke bawah. Sebaliknya, untuk medium rapat akan bergerak ke arah atas. Contoh dari perpindahan panas secara konveksi adalah pendingin yang berada di dalam ruangan atau AC.
3. Radiasi
Perpindahan panas secara radiasi tidak memerlukan penghantar atau medium. Akan tetapi perpindahan panas dilakukan dengan cara mentransmisikan emisi gelombang elektromagnetik dengan panas.
Pergerakan momentum dan atom secara acak menyebabkan terjadinya radiasi panas. Contohnya adalah perpindahan panas matahari yang bisa kamu rasakan di bumi ini.
Asas Black
Dua buah benda yang berbeda suhunya jika dicampurkan akan menjadi sama. Hal tersebut disebabkan benda panas memberikan sebagian kalornya kepada benda yang dingin. Benda dingin akan menyerap kalor yang jumlahnya sama dengan yang dilepas oleh benda panas, dan sebaliknya. Oleh karena itu, dalam asas black disimpulkan bahwa kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap.
∑Qlepas = ∑Qterima
∑Qlepas = jumlah kalor yang dilepaskan oleh suatu zat (joule)
∑Qterima = jumlah kalor yang diterima oleh suatu zat (joule)
Terdapat suhu akhir campuran dan merupakan suhu yang dihasilkan oleh benda yang berbeda suhunya, dan telah mencapai keseimbangan termal. Untuk mengetahui suhu akhir campuran dapat dihitung menggunakan rumus asas black seperti berikut:
m1.c1(T1-Tc) = m2.c2(Tc-T2)
Keterangan:
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kg K)
Tc = suhu campuran (K)
Terdapat sebuah alat yang bekerja berdasarkan asas black yakni kalorimeter. Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya kalor. Kalorimeter ini merupakan sistem terisolasi, sehingga tidak ada energi yang keluar ke lingkungan.
Skala Termometer
Termometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Pembuatan termometer berdasarkan pada sifat termometrik. Sifat termometrik antara lain adalah perubahan wujud, tekanan, ukuran, warna, dan daya hantar listrik. Skala yang digunakan dalam termometer di antaranya adalah sebagai berikut:
1. Celcius, memiliki skala suhu dari 0-100 (ºC)
2. Reamur, memiliki skala suhu dari 0-80 (ºR)
3. Farenheit, memiliki skala suhu dari 32-212 (ºF)
4. Kelvin, memiliki skala suhu dari 273-373 (K)
Dalam mengonsevasikan skala suhu dapat menggunakan persamaan berikut:
Keterangan:
X = suhu terukur ºX
Y = suhu terukur ºY
XA = titik atas skala ºX
XB = titik bawah skala ºX
YA= titik atas skala ºY
YB = titik bawah skala ºY
Dengan persamaan tersebut, didapatkan rumus yang lebih mudah untuk mengonversikan skala suhu, yaitu:
Perubahan Wujud oleh Kalor
Adanya peristiwa menyerap dan melepaskan kalor dapat menyebabkan perubahan wujud suatu zat. Perubahan wujud yang disebabkan oleh kalor di antaranya ialah:
1. Peleburan
Perubahan zat cair menjadi zat padat.
2. Pembekuan
Perubahan zat padat menjadi zat cair.
3. Penguapan
Perubahan zat cair menjadi gas.
4. Pengembunan
Perubahan gas menjadi zat cair.
5. Deposisi
Perubahan gas menjadi zat padat.
6. Penyubliman
Perubahan zat pada menjadi gas.
Pada perubahan wujud suatu zat diperlukan kalor laten yang digunakan untuk mengubah wujud zat tanpa kenaikan suhu tiap satuan massa. Kalor laten terdiri dari kalor lebur atau beku dan kalor uap atau embun. Perubahan wujud karena kalor laten dapat dirumuskan dengan:
Keterangan:
Q = energi kalor (joule)
m = massa benda (kg)
L = kalor laten (J/kg)
Sehingga energi totalnya adalah:
Pemuaian Zat
Benda yang telah mengalami perubahan suhu akan mengalami pemuaian ataupun penyusutan. Salah satu pemuaian ialah terjadi pada zat padat dan yang dapat terjadi ialah pemuaian panjang, luas, volume. Berikut adalah rumus dari pemuaian:
1. Pemuaian Panjang
Keterangan:
Lo = panjang awal (m)
ΔL = perubahan panjang (m)
L’ = panjang akhir (m)
α = koefisien muai panjang (K-1)
2. Pemuaian Luas
Keterangan:
Ao = luas awal (m2)
ΔA = perubahan luas (m2)
A’ = luas akhir (m2)
β = 2α = koefisien muai luas (K-1)
3. Pemuaian Volume
Vo = volume awal (m3)
ΔV = perubahan volume (m3)
V’ = volume akhir (m3)
β = 3α = koefisien muai volume (K-1)
REKOMENDASI
Turunan Fungsi Aljabar Dalam matematika, ilmu aljabar mengambil peran yang cukup besar. Selain fungsi aljabar, saat duduk di bangku SMA, kamu juga akan disuguhi dengan materi turunan fungsi aljabar. Secara umum, turunan merupakan…
Gelombang Mekanik Salah satu materi dari ilmu fisika ialah gelombang. Gelombang ini berkaitan dengan ilmu fisika ya bukan kaitannya dengan bencana alam. Seperti tsunami dan lain-lain, hehe. Gelombang merupakan getaran yang merambat.…
Apa itu kata? Pengertian, Tujuan, Fungsi, Jenis-Jenis Kata… Apa itu kata? Tahukah anda apa yang dimaksud dengan kata? berikut adalah pengertian, jenis-jenis kata beserta contohnya lengkap hanya untuk Anda. Dalam berkehidupan sosial tentu kamu selalu melakukan komunikasi baik…
Penyelesaian Sistem Persamaan Linear Dua Variabel Dengan 3… Dalam ilmu matematika, Anda akan mengenal dua kalimat matematika dalam bentuk persamaan dan pertidaksamaan linear. Sistem persamaan linear sendiri terbagi menjadi sistem persamaan linear dua variabel dan sistem persamaan linear…
Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Gas Zat gas merupakan salah satu dari empat keadaan mendasar materi bersama dengan zat padat, cair, dan plasma. Dalam kondisi biasa, keadaan gas adalah antara keadaan cair dan plasma. Suatu gas…
Daya dalam Kehidupan Sehari-Hari Semua orang sangat akrab dengan daya atau kekuatan. Kekuatan membantu mengukur energi yang digunakan untuk melakukan pekerjaan. Kekuatan selalu tergantung pada pekerjaan yang dilakukan, jadi jika seseorang bekerja dengan kecepatan…
Hukum Pascal Banyak yang mengatakan bahwa belajar fisika itu susah dan malah membuat pusing, hehe. Namun, tidak sedikit orang yang justru menyukai pelajaran fisika. Mungkin kamu adalah salah satu yang gemar mempelajari…
Karya Seni Rupa 2 Dimensi : Pengertian, Teknik, Unsur dan… Seni Rupa 2 Dimensi adalah salah satu seni rupa yang hanya memiliki dua sisi saja dan tidak memiliki ruang. Seni rupa jenis satu ini sangat terkenal dan banyak dipraktekkan oleh…
Pengertian Inflasi Anda yang merupakan anak generasi 90-an, mungkin masih ingat bahwa dahulu kita bisa membeli satu piring nasi goreng dengan harga Rp 3.000 saja saat masih duduk di bangku Sekolah Dasar.…
Organel Sel Organel sel adalah benda berbentuk solid yang dapat ditemukan di dalam bagian sitoplasma. Kemudian berfungsi untuk mendukung kegiatan kehidupan bagi organisme yang mengandung sel tersebut. Setiap struktur organel sel memilki fungsi…
Gaya Gesek Tentu sebagian besar orang sudah tidak asing lagi ketika mendengar kata gaya gesek termasuk Kamu, iya kan? Apalagi bagi Kamu yang sewaktu SMA masuk di jurusan IPA, bagi yang belum…
Gerak Parabola: Pengertian, Jenis, Ciri, Rumus, Contoh Soal Apa di sekolah Kamu sedang dapat pelajaran mengenai gerak parabola? Jika iya, maka kamu harus mempelajarinya dengan teliti agar Kamu menjadi lebih paham dan bisa menjawab soal-soal yang diberikan oleh…
Tahapan Daur Air Tahapan daur air - Air adalah salah satu energi untuk makhluk hidup agar bisa menjaga kesehatan dan tetap hidup. Jika tidak ada air, segala macam tumbuhan, hewan, bahkan manusia tidak…
Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Padat Zat padat adalah salah satu dari tiga kondisi dasar materi selain dari bentuk cair dan gas. (Kadang-kadang plasma, atau gas terionisasi, dianggap sebagai materi keempat.) Bentuk padat dari cairan atau…
Proses Fotosintesis pada Tumbuhan Proses Fotosintesis pada Tumbuhan - Tumbuhan merupakan salah makhluk hidup yang juga dapat tumbuh dan berkembang biak. Namun mereka mempunyai cara sendiri untuk bertahan hidup khususnya dalam hal makanan. Seperti…
Noun Phrase Frasa adalah salah satu komponen dari sebuah kalimat yang terbentuk dari kumpulan kata. Dalam bahasa Inggris, terdapat beberapa frasa yang perlu diketahui. Salah satu yang paling sering digunakan adalah noun…
Polimer : Pengertian, Reaksi, Jenis, Contoh Aplikasi Polimer… Pernahkah kamu mendengar polimer? Sering kali orang mengaitkan polimer dengan plastik, hal tersebut ada benarnya, karena botol plastik, pipa paralon, plastik pembungkus, Styrofoam termasuk material dari polimer. Lantas apa yang…
Karya Seni Rupa 3 Dimensi: Pengertian, Teknik, Unsur, dan… Karya Seni Rupa 3 Dimensi - Berbicara mengenai seni, ada salah satu jenis seni yang kita sering bersinggungan dengannya pada kehidupan sehari-hari. Ya, seni tersebut adalah seni rupa 3 dimensi.…
Gaya Lorentz Berbicara tentang ilmu fisika pasti tidak asing dengan istilah gaya bukan? Yap, Gaya mempunyai jenis yang beragam, salah satunya gaya Lorentz. Penamaan gaya tersebut biasanya diambil dari nama belakang penemu…
Hewan Ovovivipar: Pengertian, Ciri-ciri, Habitat, Contoh Berdasarkan cara berkembang biak, maka penggolongan hewan terbagi menjadi tiga, yaitu ovipar (bertelur), vivipar (beranak) dan ovovivipar (bertelur beranak). Jika saat ini Anda masih merasa bingung tentang hewan ovovivipar, maka…
Ideologi Sosialisme Ideologi Sosialisme - Ideologi secara etimologi berasal dari Bahasa Yunani yakni eidos yang berarti ide atau gagasan dan juga logos yang berarti ilmu, paham atau studi. Ideologi kemudian diartikan sebagai…
Sumber Daya Alam: Pengertian, Jenis, Pemanfaatan, Contoh Sejak Planet Bumi dihuni, manusia dan bentuk kehidupan lainnya bergantung pada hal-hal yang ada di alam bebas untuk bertahan hidup. Hal-hal ini disebut dengan Sumber Daya Alam atau SDA. Berasal…
Persamaan Lingkaran : Rumus, Contoh Soal & Garis Singgung Persamaan Lingkaran - Jika kamu memerhatikan roda mobil, tentu dari titik tengah ke sisi-sisi lingkarannya akan mempunyai jarak yang sama. Sebab, lingkaran bisa diartikan sebagai tempat kedudukan titik-titik mempunyai jarak…
Ikatan Hidrogen adalah? Pengertian, Gambar, Sifat, Contoh… Apa itu ikatan hidrogen? Kok ikatan ya, kaya tali aja hehe. Ikatan hidrogen adalah gaya tarik molekul-molekul antara atom sangat elektronegatif dengan atom hidrogen terikat atau yang biasa dilambangkan dalam …
Usaha dan Energi Bagi kamu yang menyukai pelajaran fisika tentu sudah tidak asing lagi dengan istilah usaha dan energi kan? Sebuah energi yang disalurkan untuk dapat membuat suatu benda bergerak karena adanya gaya…
Arus Bolak-balik Dalam dunia kelistrikan, terdapat salah satu arus yang banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan. Arus listrik tersebut dikenal dengan arus bolak-balik atau arus AC. Arus AC merupakan pergerakan muatan listrik yang…
Pronoun Siapa tak kenal pronoun? Sebagai salah satu jenis part of speech, pronoun atau biasa disebut sebagai kata ganti cukup sering digunakan dalam percakapan sehari-hari. Yang menjadi pertanyaan adalah, seberapa jauh…
Pemanasan Global Apakah kamu merasakan bahwa panas matahari semakin menyengat? Yah, hal ini disebabkan karena adanya pemanasan global atau global warming. Sejak tahun 1950, panas bumi terus bertambah, hingga menyebabkan perubahan iklim…
Seni Rupa Murni, Semurni Keindahannya Dalam ilmu pengetahuan, ada bagian yang disebut ilmu seni, segala sesuatu yang berhubungan dengan keindahan dan merupakan hasil karya dari manusia untuk berbagai alasan. Ilmu seni sendiri ada yang masuk…
Teori Kinetik Gas Pernahkah kamu mengalami ban kempes dan mengalami kesulitan sendiri? Apakah kamu tahu apa penyebab ban tersebut dapat kempes? Kamu akan akan menemukan jawaban dari permasalahan teori kinetik gas. Ban yang…