Kalor dan Perpindahannya
`
Tentunya kamu pernah membantu ibu
atau bapakmu memasak di dapur. Pada saat memasak, kamu menggunakan energi panas
api untuk menaikkan suhu air atau minyak. Dalam bab ini, kamu akan belajar
bagaimana perubahan pada benda akibat perubahan energi panas pada benda itu.
Pertama, marilah kita membandingkan energi panas yang dikandung benda!
Kalor
Suhu menyatakan tingkat panas benda.
Benda memiliki tingkat panas tertentu karena di dalam benda terkandung energi
panas. Seperti telah kamu lakukan dalam kegiatan penyelidikan di atas, segelas
air dan seember air yang bersuhu sama memiliki energi panas yang berbeda. Untuk
menaikkan suhu 200 g air, memerlukan energi panas yang lebih besar daripada 100
g air. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih besar mempunyai energi
panas yang lebih besar pula. Energi panas yang berpindah dari benda yang
bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah disebut kalor. Apa
satuan kalor? Sebagai bentuk energi, dalam SI kalor bersatuan Joule (J). Satuan
kalor yang populer (sering digunakan di bidang gizi) adalah kalori dan
kilokalori. Satu kalori adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan
suhu 1 gram air hingga naik sebesar 1 oC. Satu kalori sama dengan
4,184 J,sering dibulatkan menjadi 4,2 J.
Tubuhmu mengubah sebagian makanan
menjadi energi panas. Energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam
kilokalori, sering disingkat kkal atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal
makanan sama dengan 1.000 kalori. Kita menggunakan kilokalori untuk makanan
karena kalori terlalu kecil untuk dipakai mengukur energi pada makanan yang
kita makan (agar bilangan yang dikomunikasikan tidak terlalu besar). Zat gizi
makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau
energi bentuk lain. Sebagian energi ini digunakan untuk mempertahankan. suhu
tubuh. Saat kamu sedang kedinginan, kamu akan menggigil untuk mempercepat metabolisme
tubuh sehingga suhu tubuh tetap terjaga. Setiap makanan kemasan harus tercantum
kandungan energinya.
Kalor dan Perubahan Suhu Benda
Pada kegiatan sebelumnya, kamu telah
mengamati, bahwa jika air diberi panas dari pembakar spiritus yang menyala,
ternyata suhunya naik. Secara umum, suhu benda akan naik jika benda itu
mendapatkan kalor. Sebaliknya, suhu benda akan turun jika kalor dilepaskan dari
benda itu. Air panas jika dibiarkan lama-kelamaan akan mendingin menuju suhu
ruang. Ini menunjukkan sebagian kalor dilepaskan benda itu ke lingkungan. kalor
yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda hingga suhu tertentu dipengaruhi
juga oleh jenis benda. Besaran yang digunakan untuk menunjukkan hal ini adalah
kalor jenis. Kalor untuk menaikkan suhu benda bergantung pada jenis benda itu. Makin
besar kenaikan suhu benda, kalor yang diperlukan makin besar pula. Makin besar
massa benda, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu makin besar pula. Kalor
yang diperlukan untuk kenaikan suhu = kalor jenis x massa benda x kenaikan suhu
atau di lambangkan dengan:
| Q = m x C x t |
Kalor pada Perubahan Wujud
Benda
Terjadinya
perubahan wujud sering kita amati dalam kehidupan sehari-hari. Contoh yang
sering kamu jumpai, pada air mendidih kelihatan gelembung-gelembung uap air,
yang menunjukkan adanya perubahan wujud dari air menjadi uap. Untuk mendidihkan
air, diperlukan kalor. Jadi, untuk mengubah wujud zat cair menjadi gas
diperlukan kalor.
Perpindahan Kalor
Kalor
berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Bagaimanakah
caranya?
1. Konduksi
Saat
kamu menyetrika, setrika yang panas bersentuhan dengan kain yang kamu setrika.
Kalor berpindah dari setrika ke kain. Perpindahan kalor seperti ini disebut
konduksi. Konduksi merupakan perpindahan panas melalui bahan tanpa disertai perpindahan
partikel-partikel bahan itu.
Benda yang jenisnya berbeda memiliki kemampuan
menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda pula. Bahan
yang mampu menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Konduktor buruk
disebut isolator. Seperti hasil percobaanmu, logam termasuk konduktor. Kayu dan
plastik termasuk isolator. Berbagai peralatan rumah tangga memanfaatkan sifat
konduktivitas bahan. Peralatan memasak yang bersentuhan dengan api menggunakan
konduktor yang baik, sedangkan pegangannya menggunakan isolator yang baik. Panas
kopi dapat bertahan cukup lama di gelas kaca karena gelas merupakan isolator
yang baik. aat udara dingin, kamu bergelung di dalam selimut. Selimut terbuat
dari serat wool atau kapas yang bersifat isolator.
2.
Konveksi
Air
merupakan konduktor yang buruk. Namun, ketika air bagian bawah dipanaskan,
ternyata air bagian atas juga ikut panas. Berarti, ada cara perpindahan panas
yang lain pada air tersebut, yaitu konveksi. Saat air bagian bawah mendapatkan
kalor dari pemanas, air memuai sehingga menjadi lebih ringan dan bergerak naik
dan digantikan dengan air dingin dari bagian atas. Dengan cara ini, panas dari
air bagian bawah berpindah bersama aliran air menuju bagian atas. Proses ini
disebut konveksi. Pola aliran air membentuk arus konveksi.
Konveksi adalah
perpindahan kalor dari satu tempat ke tempat lain bersama dengan gerak
partikel-partikel bendanya. Elemen pemanas oven, pemanggang roti, magic jar,dan
lain-lain biasanya terletak di bagian bawah. Saat difungsikan, udara bagian
bawah akan menjadi lebih panas dan bergerak naik, sedangkan udara bagian atas
yang lebih dingin akan bergerak turun. Pada peralatan tertentu seperti
pengering rambut (hair dryer), aliran konveksi dibantu (atau dipaksa) dengan
menggunakan kipas.
3. Radiasi
Bayangkan saat kamu berjalan di
tengah hari yang cerah. Kamu merasakan panasnya matahari pada mukamu. Bagaimana
kalor dari matahari dapat sampai ke wajahmu? Bagaimana kalor dapat melalui
jarak berjuta-juta kilometer dan melewati ruang hampa? Dalam ruang hampa tidak
ada materi yang memindahkan kalor secara konduksi dan konveksi. Jadi
perpindahan kalor dari matahari sampai ke bumi dengan cara lain. Cara tersebut
adalah radiasi. Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium. Kamu
juga merasakan akibat radiasi kalor saat menghadapkan telapak tanganmu pada bola lampu yang menyala, atau
saat kamu duduk di dekat api unggun. Udara merupakan konduktor buruk, dan udara
panas api unggun bergerak ke atas. Namun, kamu yang berada di samping api
unggun dapat merasakan panas. Setiap benda dapat memancarkan dan menyerap
radiasi kalor, yang besarnya antara lain bergantung pada suhu benda dan warna
benda.
kamu
dapat menyimpulkan: Makin luas permukaan benda panas, makin besar pula kalor
yang diradiasikan ke lingkungannya. Makin panas benda dibandingkan dengan panas
lingkungan sekitar, makin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya. Kamu
dapat menyimpulkan: Makin luas permukaan benda dingin, makin besar pula kalor
yang diterima dari lingkungannya. Makin rendah suhu benda, makin besar pula
kalor yang diterima dari lingkungannya. Saat kamu menjemur dua kaos basah yang
warnanya berbeda, kamu mendapatkan bahwa kaos yang berwarna lebih gelap
ternyata lebih cepat kering. Kamu dapat menyimpulkan: Makin gelap benda panas,
makin besar pula kalor yang diradiasikan kelingkungannya. Makin gelap benda
dingin, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya.
Yuk kita lihat proses konduksi, konveksi dan radiasi
0 komentar:
Posting Komentar