BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pada dasarnya kehidupan manusia
selama ini tidak bisa terlepas dari yang namanya suhu dan kalor. Dalam
kehidupan manusia yang selalu menjidak kalor sebagai alat untuk menjaga
kestabilan manusia dalm menjalankan kehidupanya di muka bumio ini. Dialam
modernisasi seperti ini aplikasi kalor dibidang teknologi mungkin tidak sulit
anda temukan bahkan juga mungkin terdapat dirumah anda, yaitu lemari es, suatu
mesin yang diantaranya mengubah suatu air menjadi es. Aplikasi perpindahan
kalor di alam anda jumpai pada sirkuilasi udara di pantai. Pada siang hari
bertiup angin dari laut menuju darat, disebut angin laut. Begitu pula
sebaliknya pada malam hari bertiup angin dari darat menuju laut..Bagaimana air
biasa menjadi es?, mengapa air laut bertiup Siang hari dan angin darat bertiup
malam hari?.Hal-hal tersebut merupakan bagian-bagian daripada suhu dan kalor.
1.2
Rumusan Masalah
·
Getaran gelombang bunyi
·
Suhu
·
Kalor
1.3
Tujuan
Adapun tujuan
yang diharapkan oleh penulis dengan penulisan makalah ini adalah selain
memenuhi TUGAS penunjang dalam mata kuliah Pendidikan IPA (Fisika)SMK, juga dengan
adanya makalah ini diharapkan dapat menambah wawasan pengetahuan mahasiswa
dalam bidang fisika pada umumnya terutama materi tentang suhu dan kalor pada
khususnya.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Bunyi
Bunyi merupakan gangguan (suara)
yang sampai ke indera pendengaran kita setelah menggetarkan medium
penghantarnya, gangguan (suara) tersebut dikenal sebagai Gelombang Bunyi.
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal, karena proses penghantarannya
melalui perapatan dan perenggangan partikel dalam medium gas, cair, atau padat.
Sumber gelombang bunyi akan bergetar, dan getarannya akan ditransfer pada
medium penghantar dengan cara mengganggu kerapatan medium.
Bunyi atau suara dapat didengar
karena adanya tiga hal. Pertama, adanya sumber bunyi. sumber bunyi dihasilkan
oleh suatu benda yang bergetar. Contoh paling sederhana untuk mengobservasi
bunyi adalah bunyi yang ditimbulkan dari karet gelang yang dipetik. Ketika
sebuah karet gelang (yang telah dipotong) kita regangakan dan kita petik, maka
karet gelang tersebut akan bergetar dan menghasilkan bunyi. Semakin kuat
regangannya, suara lengkingannya akan semakin tinggi.
Kedua, adanya penerima bunyi.
Penerima bunyi yang dimaksud disini adalah telinga. Telinga manusia mampu
mendengarkan bunyi pada rentang 16 Hz hingga 20.000 Hz. Prosesnya secara
singkat adalah sebagai berikut. Gelombang bunyi yang merambat kemudian menekan
(menggetarkan) udara di sekitarnya, sehingga tekanan udara tersebut ada yang
masuk ke dalam telinga kita sehingga gendang telinga kita ikut bergetar.
Getaran yang timbul pada gendang telinga ini diubah menjadi sinyal listrik
untuk diteruskan ke otak kita, untuk kemudian diproses di dalam otak sehingga
kita bisa merasakan adanya bunyi.
Ketiga, adanya medium perantara.
Bunyi, sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, merupakan salah satu contoh
gelombang mekanik. Oleh karena itu, gelombang bunyi akan merambat, hanya bila
ada medium perambatannya. Tanpa adanya medium perambatan, bunyi tidak dapat
merambat. Medium perambatan yang paling umum adalah udara. Kita dapat
berbincang-bincang dengan siapapun karena bunyi atau suara kita merambat melalui
udara di sekitar kita hingga sampai di telinga lawan bicara kita. Berdasarkan
jenisnya, bunyi merupakan gelombang mekanik longitudinal. Oleh karena merupakan
gelombang mekanik, bunyi memerlukan medium sebagai media perambatannya. Medium
perambatan bunyi dapat berupa zat padat atau zat cair, tetapi yang paling umum
adalah gas atau udara. Bunyi merambat melalui medium perambatannya dalam bentuk
gelombang-gelombang.
Sebagai
bentuk gelombang, bunyi memiliki frekwensi. Berdasarkan frekwensinya, gelombang
bunyi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.
a) Gelombang audiosonik (audible
wave). Gelombang audiosonik merupakan gelombang bunyi yang berada pada
rentang frekwensi pendengaran kita, yakni berada pada kisaran frekwensi antara
16 Hz hingga 20.000 Hz.
b) Gelombang infrasonik (infrasonic
wave). Gelombang infrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekwensinya
berada di bawah frekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih kecil
dari 16 Hz.
c) Gelombang ultrasonik (ultrasonic
wave). Gelombang ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekwensinya
berada di atas frekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih besar
dari 20.000 Hz.
2.3
Perambatan Bunyi
Ketika kita mendengarkan suatu
bunyi, sesungguhnya bunyi itu merambat dari sumber bunyi hingga ke telinga kita
melalui udara. Proses yang terjadi mirip dengan getaran yang terjadi pada pegas
ketika diberikan gangguan yang linier dengan arah rambatnya. Bunyi yang
dihasilkan oleh sumber bunyi menimbulkan terbentuknya rapatan dan renggangan
partikel di udara. Bunyi dapat merambat melalui udara, zat cair atau zat padat.
Pada umumnya bunyi merambat lebih cepat pada zat cair dibandingkan dengan pada
udara, dan bunyi merambat lebih cepat pada zat padat dibandingkan dengan pada
zat cair. cepat rambat bunyi bergantung pada medium terjadinya
perambatan bunyi.
Cepat rambat bunyi pada medium
tertentu.
Medium perambatan bunyi
|
Cepat rambat bunyi (m/s)
|
Udara
(0 °C)
|
331
|
Udara
(100 °C)
|
386
|
Air
(25 °C)
|
1490
|
Air
laut (25 °C)
|
1530
|
Aluminium
|
5100
|
Tembaga
|
3560
|
Besi
|
5130
|
Timah
|
1320
|
Persamaan cepat rambat bunyi adalah
:
v = f x λ
2.4
Pemantulan Bunyi
Pada saat kita mengikuti sebuah
acara pidato di dalam ruangan dengan menggunakan pengeras suara, terdengan
bunyi pantul dari suara aslinya, dimana bunyi pantul ini mengganggu bunyi
aslinya sehingga bunyi aslinya nampak agak kabur. Atau ketika kita memasuki
kamar mandi, suara kita ketika berbicara akan terpantul-pantul oleh dinding
kamar mandi. Pemantulan semacam ini dinamakan gaung. Secara definisi, gaung
merupakan perulangan bunyi yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi dari
sumber bunyi, akibat bunyi dari sumber bunyi ini terpantul berulang-ulang pada
suatu ruangan. Gaung terjadi karena gelombang bunyi dipantulkan oleh permukaan
yang keras.
Hal berbeda terjadi manakala kita
berteriak di tempat tinggi atau luas, misalnya di sebuah tebing atau di depan
sebuah gua. Setelah kita berteriak, sesaat kemudian ada yang membalas teriakan
kita. Hal ini terjadi juga karena bunyi yang dihasilkan oleh sumber bunyi
(yaitu teriakan kita) dipantulkan kembali. Pemantulan semacam ini dinamakan
gema. Secara definisi, gema merupakan perulangan bunyi yang terdengar setelah
bunyi ditimbulkan. Gema terjadi karena bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan.
Cepat atau lamanya kita mendengar gema bergantung pada seberapa jaur jarak kita
dengan permukaan pemantul bunyi itu.
Peristiwa pemantulan bunyi tidak
selalu merugikan, tetapi ada juga yang menguntungkan, misalnya ketika akan
mengukur kedalaman laut dengan menggunakan sonar. Sonar atau sound navigation and
ranging merupakan suatu metode untuk menaksir ukuran, bentuk, dan kedalaman
benda-benda di bawah air (termasuk kedalaman laut) dengan menggunakan gelombang
ultrasonik. Sonar bekerja berdasarkan prinsip pemantulan bunyi.
2.5 Sifat-sifat Bunyi
Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama
dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi),
dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan
dapat diresonansikan.
Sifat-sifat dasar gelombang bunyi:
a. Gelombang bunyi memerlukan medium
b. Gelombang bunyi mengalami
pemantulan
c. Gelombang bunyi mengalami
pembiasan
d. Gelombang bunyi mengalami
pelenturan.
e. Gelombang bunyi mengalami
perpaduan
a.
Gelombang bunyi memerlukan medium dalam perambatannya
Karena gelombang bunyi merupakan
gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Hal ini
dapat dibuktikan saat dua orang astronout berada jauh dari bumi dan
keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara, astronout tersebut tidak dapat
bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat komunikasi
seperti telepon. Meskipun dua orang astronout tersebut berada dalam satu
pesawat.
b.
Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)
Salah satu sifat gelombang adalah
dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga dapat mengalami hal ini. Hukum
pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul juga berlaku
pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi
dalam ruang tertutup dapat
menimbulkan gaung. Sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi
asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas. Untuk menghindari terjadinya
gaung maka dalam bioskop, studio radio dan televisi, dan gedung konser musik
dindingnya dilapisi zat peredam suara yang biasanya terbuat dari kain wol,
kapas, gelas, karet, atau besi.
c.
Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi)
Salah satu sifat gelombang adalah
mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam kehidupan sehari-hari misalnya
pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari. Hal ini
disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas
lebih dingin daripada dilapisan
bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu
dingin lebih kecil daripada suhu
panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara
atas lebih kecil daripada dilapisan
bawah, yang berakibat medium lapisan atas
lebih rapat dari medium lapisan
bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam
hari. Jadi pada siang hari bunyi
petir merambat dari lapisan udara atas
kelapisan udara bawah. Untuk lebih
jelasnya hal ini dapat kalian lihat pada
gambar dibawah.
maka kita akan mendengar bunyi yang
keras dan lemah secara bergantian.
2.6 Pemanfaatan Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari
1). Aplikasi Ultrasonik. Gelombang
ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan antara lain:
a. kacamata tunanetra, dilengkapi
dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan
penerimaan ultrasonik. Perhatikan bentuk kaca tuna netra pada gambar berikut.
b. mengukur kedalaman laut,
untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui cepat rambat bunyi (v) dan
selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa adalah :
c. alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG
(ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan
menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan
gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter
dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti
pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko),
baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic
tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic
adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik
scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi
kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk
menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah
otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang
berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa
harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak
kepala.
2.7 PEMANFAATAN SUMBER BUNYI
1. Mengukur kedalaman laut
Kedalam laut, bahkan lokasi kawasan ikan di bawah kapal dapat ditentukan dengan
teknik pemantulan pulsa ultrasonik. Pulsa ultrasonik dipancarkan oleh instrumen
yang disebut fathometer. Ketika pulsa mengenai dasar laut atau kawanan ikan,
pulsa tersebut dipantulkan dan diterima oleh sebuah penerima. Dengan mengukur
selang waktu antara saat pulsa ultrasonik dipancarkan dan diterima, kita dapat
menghitung kedalaman laut. Jika pulsa pancar memerlukan waktu yang lama untuk
kembali kepenerima maka lautnya dalam, tetapi jika pulsa kembali cepat kepada
penerima maka laut tersebut dangkal.
2. Mendeteksi retak – retak
pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonic
inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada
bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan
pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara
ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan
dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum
pesawat diperkenankan terbang.
3. Kamera dan
perlengkapan mobil
Dengan menggunakan
suatu type SONAR yang diujicobakan sebagai alat yang dipasang sebagai
perlengkapan mobil. Sistem akan menggunakan SONAR untuk menghitung jarak dari
sebuah mobil dengan obyek – obyek yang berada didekatnya, seperti pinggiran
jalan dan kendaraan yang lain. Data – data ini akan tersuplai kedepan pengemudi
sehingga pengemudi dapat mengindari kecelakaan.
2.8
SUHU
Pengertian
Suhu
Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau
dinginnya suatu benda. Untuk mengetahui dengan pasti dingin atau panasnya suatu
benda, kita memerlukian suatu besaran yang dapat diukur dengan alat ukur.
Sebagai contoh apa yang kamu rasakan ketika kita minum es, dingin bukan, ketika
kita merebus air, lama kelamaan air yang kamu rebus akan menjadi panas bukan
setelah itu bisakah kita mengukur suhu? Bisakah tangan kita digunakan untuk
mengukur panas atau dinginnya suatu benda dengan tepat? Kita tentu memerlukan
cara untuk membedakan derajat panas atau dingin benda tersebut untuk itu kita
perlu mengetahui cara untuk mengukur suhu secara akurat.
Alat Pengukuran Suhu
Alat untuk pengukur suhu disebut Termometer.
Termometer pertama kali dibuat oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termemoter ini
disebut termometer udara. Termometer udara terdiriu dari sebuah bola kaca yang
dilengkapi dengan sebatang pipa kaca yang panjang , pipa tersebut dicelupkan
kedalam cairan berwarna. Jika bola kaca dipanaskan, udara didalam pipa akan
mengembang sehingga udara keluar dari pipa. Namun ketika bola didinginkan udara
didalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik kedalam pipa. Termometer udara
peka terhadap perubahan suhu sehingga udara saat itu segera dapat diketahui.
Termometer dibuat berdasarkan prinsip perubahan
volume. Thermometer yang tabungnya diisi dengan raksa kita sebut thermometer
raksa. Thermometer raksa dengan skala Celcius adalah thermometer yang umum
dijumpai dalam keseharian. Selain raksa terdapat pula termometer alkohol.
Adapun perbedaan atau kelemahan dan kelebihan dari masing-masing thermometer yang dibuat
dari Raksa atau alkohol adalah sebagai berikut:
·
Keuntungan dan kerugian menggunakan termometer raksa
Keuntungan:
1) Raksa mudah dilihat karna
mengkilat.
2) Volume raksa berubah
secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.
3) Raksa tidak membasahi
kaca ketika memuai atau menyusut.
4) Jangkauan suhu raksa
cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan-pekerjaan laboratorium (-40o C sampai dengan 350o C)
5) raksa dapat panas secara
merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.
Kerugian
a) raksa mahal.
b) Raksa tidak dapat
digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah ( seperti dikutub utara dan
selatan)
c) Raksa termasuk zat
berbahaya sehingga ketika pecah akan membahayakan kulit.
·
Keuntungan dan kerugian thermometer alkohol
Keuntungan:
1) Alcohol lebih murah
disbanding Raksa
2) Alcohol lebih teliti
karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alcohol mengalami perubahan volume yang
lebih besar.
3) Alcohol dapat mengukur
suhu yang sangat dingin (seperti didaerah kutub yaitu – 112o C)
Kerugian:
1) Alcohol memiliki didih
rendah yaitu 78oC, sehingga pemakainya
terbatas.
2) Alcohol tidak berwarna
sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar terlihat
3) Alcohol membasahi dinding
kaca.
Mengapa kita menggunakan
cairan yang jarang kita jumpai dikehidupan kita sehari-hari seperti raksa dan
alcohol? Mengapa kita tidak menggunakancairan yang sering
kita jumpai seperti air?
Air tidak digunakan untuk
mengisi pipa thermometer karena 5 alasan berikut:
·
Air membasahi dinding kaca
·
Air tidak berwarna sehingga sulit dibaca batas
ketinggiannya
·
Jangkauan suhu terbatas (0oC sampai 100oC)
·
Perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya
dinaikan.
·
Hasil bacaan yang didapat kurang teliti karna air
termasuk penghantar panas yang sangat
jelek.
Macam-macam Termometer
Ada beberapa thermometer yang kita kenal, yaitu
thermometer laboratorium, thermometer ruang, thermometer klinis, dan
thermometer Six-Bellani.
a) Termometer Laboratorium
Thermometer laboratorium dapat dijumpai
dilaboratorium. Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau
air yang sedang dipanaskan. Thermometer laboratorium menggunakan raksa atau
alcohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan kedalam pipa yang sangat kecil
(pipa kapiler). Kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar
panas dapat diserap dengan cepat oleh thermometer.
Suhu pada thermometer laboratorium biasanya 0oC sampai 100oC. suhu 0oC menyatakan suhu es yang
sedang mencair, sedangkan suhu 100oC menyatakan suhu air
sedang membeku.
b) Termometer Ruang
Thermometer ruang dipasang pada tembok rumah atau
kantor. Thermometer ini mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala thermometer
ruang adalah -50oC sampai 50oC. mengapa menggunakan skala seperti itu? Karena suhu
udara dibeberapa tempat bisa dibawah 0oC misalnya di Eropa.
Sementara pada sisi lain suhu udara tidak pernah melebihi 50oC.
c) Termometer Klinis
Thermometer klinis
disebut juga thermometer demam. Thermometer ini biasanya digunakan oleh dokter
untuk mengukur suhu badan. Pada keadaan sehat suhu tubuh kita sekitar 30oC namun pada keadaan
demam suhu tubuh kita melebihi suhu tersebut. Suhu tubuh kita pada saat demam
dapat melebihi 40oC. skala suhu pada thermometer klinis hanya 35oC sampai 43oC. hal ini sesuai dengan
keadaan suhu tubuh kita. Suhu tubuh kita tidak mungkin dibawah 35oC dan melebihi 45oC. thermometer klinis
biasanya dijepit pada ketiak, tapi ada pula yang nempel didahi, dan ditempel
dimulut. Ketika thermometer dijepit suhu tubuh kita membuat raksa naik dipipa
kapiler. Raksa akan berhenti bila suhu raksa sudah sama dengan suhu tubuh kita
dan kita tinggal membaca berapa suhu yang ditunjukkan oleh raksa.
d) Thermometer Six-Bellani
Thermometer Six-bellani disebut juga thermometer
maxsimum minimum. Thermometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan terendah
pada jangka waktu tertentu.
Mengubah Skala Suhu
Pada skala Celcius terdapat 100 skala, pada skala Farenheit terdapat 180
skala, dan pada skala Reamur terdapat 80 skala. Perbandingan skala tersebut
adalah
oC : oF : oR = 5 : 9 : 4.
Untuk mengubah
derajat satu
skala menjadi derajat skala yang lain digunakan
rumus:
Suhu Diketahui
|
Diubah Ke
|
Rumus Yang Digunakan
|
oC
|
oF
|
oF = oC + 32
|
oF
|
oC
|
oC = (oF
– 32)
|
oC
|
oR
|
oR = oC
|
oR
|
oC
|
oC = oR
|
oR
|
oF
|
oF = oR + 32
|
oF
|
oR
|
oR = (oF – 32)
|
oK
|
oC
|
oC = oK – 273
|
oC
|
oK
|
oK = oC + 273
|
2.9 KALOR
1) Pengertian Kalor
Kalor merupakan
bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah, kalor
berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Sebelum abad ke –
17, orang beranggapan bahwa kalor merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu
tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai
masa. Ternyata benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor
bukan zat.
2) Satuan kalor :
Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Joule
menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan kalor yang
umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan kalor. Kalori
(kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan kandungan
energi dalam bahan makanan. Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi
200 kalori dan sepotong daging memiliki kandungan energi 600 kalori. Nilai 1
kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air
agar suhunya nai 1°C. Hubungan satuan kalori dengan joule adalah
1 kal = 4,2 J atau
1 J = 0,24 kal
3) Pengaruh Kalor Terhadap Benda
a. Pengaruh kalor terhadap
suhu benda
Kalor merupakan energy
yang diterima atau dilepaskan suatu benda. Kalor yang diterima suatu benda bisa
berasal dari matahari, api, atau benda lain. Kalor yang diterima oleh benda
dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan kepada air, maka suhu air
bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan makin banyak pula perubahan pada
suhu air. Bila kalor terus diberikan, lama kelamaan air akan mendidih. Ketika
air sudah mendidih suhu air tidak akan bertambah melainkan tetap. Dapat
disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda.
Benda yang melepaskan
kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan diatas meja
akan melepaskan kalor keudara titik karena air panas melepaskan kalor, maka
suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi air dingin.
Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.
b. Pengaruh kalor terhadap
wujud benda
Kalor menyebabkan
perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat dan es batu. Cokelat yang
kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Hal ini terjadi karena cokelat
mendapat kalor dari tangan kita dan udara. Demikian juga dengan es batu yang
diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu mencair karena
pengaruh kalor dari udara. Ketika es batu dipanaskan maka lama-kelamaan es batu
berubah menjadi air. Berarti es batu berubah wujud dari padat menjadi cair.
Logam seperti besi dan
emas juga dapat berubah wujud bila mendapat panas. Hal ini terjadi misalnya
ditempat peleburan logam.
Pada fenomena lain bila
pemanasan berlangsung terus maka suatu saat air mendidih. Setelah mendidih
cukup lama air seakan-akan lenyap. Disekitar panci banyak terdapat uap air berarti air telah berubah
wujud dari air menjadi gas. Dapat disimpulkan bahwa kalor dapat merubah wujud
gas. Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor diantara :
1) Perubahan wujud dari
padat menjkadi cair dan sebaliknya. Contoh fenomena ini terjadi pada lilin yang
sedang menyala.
2) Perubahan wujud dari cair
menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini terjadi pada peristiwa memasak air dan
terjadinya fenomena hujan.
Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan
sebaliknya. Peristiwa ini terjadi pada kapur
barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus menjadi gas. Sedangkan
benda gas yang berubah menjadi benda padat dicontohkan pada asap kenalpot. Asap
nkenalpot berubah menjadi jelaga (benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam
kenalpot.
4) Melebur dan
Membeku
Melebur merupakan peristiwa perubahan
wujud zat dari padat menjadi cair. Sedangkan membeku adalah kebalikannya, yaitu
perubahan bentuk zat dari cair menjadi padat.
Peristiwa melebur dan
membeku sering kita jumpai dalam hidup kita, misalnya saja peristiwa meleburnya
keju yang dipanaskan di atas wajan, es krim yang meleleh saat di tangan. Dan
peristiwa membeku kita jumpai pada saat membuat es batu.
Untuk melebur, zat
memerlukan kalor, dan pada waktu melebur suhu zat tetap. Sebaliknya untuk
membeku, zat melepaskan kalor, dan pada waktu membeku, suhu zat tetap.
Kalor yang diperlukan untuk meleburkan 1 Kg zat padat menjadi 1 Kg
zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang
dilepaskan pada waktu 1 Kg zat cair membeku menjadi 1 Kg zat padat pada titik
bekunya dinamakan kalor beku. Jika banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat
yang massanya m Kg untuk melebur adalah Q Joule, maka kalor lebur (L) dapat
kita tulis:
L =
Dimana:
L = Kalor Lebur (J/Kg)
Q = Banyaknya kalor (J)
m = Massa (Kg)
Nilai kalor lebur Berbeda untuk zat yang berbeda, seperti digambarkan
pada table berikut:
Zat
|
Titil Lebur
(oC)
|
Kalor Lebur
(J/Kg)
|
Air
|
0
|
336.000
|
Alcohol
|
-97
|
69.000
|
Raksa
|
-39
|
120.000
|
Aluminium
|
660
|
403.000
|
Tembaga
|
1.083
|
206.000
|
Platina
|
1.769
|
113.000
|
Timbale
|
327
|
25.000
|
5) Persamaan
Kalor
Kalor menyatakan banyaknya
panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda. Misalnya kita
memiliki dua panic yang identik. Panic pertama berisi 100 g air, sedangkan
panic kedua berisi 50 g air. Suhu air dalam kedua panic tersebut sama. Bila
kedua air ini dipanaskan, maka air 100 g memerlukan kalor lebih banyak
dibandingkan air 50 g. Itu berarti kalor sebanding dengan massa.
Pemberian kalor
menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu
benda, maka suhu benda tersebut maikin tinggi. Berarti kalor sebanding dengan
perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang
diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita
merangkum semua factor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda
naik adalah:
Q = m c Δt
Dimana:
Q = Banyaknya Kalor (J)
m = Massa (Kg)
c = Kalor jenis benda (J/Kg oC)
Δt = Perubaha suhu (oC)
Kalor jenis menyatakan
banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1 oC.
Beberapa contoh kalor jenis dari beberapa zat adalah sebagai berikut:
