Materi Fisika SMA – Rumus Kalor

AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memanaskan air atau mencairkan es batu? Air yang dipanaskan serta peristiwa mencairnya es batu sama – sama melibatkan kalor dalam prosesnya. Kalor juga disebut dengan energi panas. Berikut penjelasan lengkap mengenai kalor.

A. Pengertian Kalor

Kalor merupakan energi panas yang berpindah dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah. Kalor juga dapat di definisikan sebagai proses transfer energi panas dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

Satuan kalor dalam Standar Internasional adalah Joule (J). Selain itu, digunakan juga satuan kalori (kkal), dimana

1 kkal = 4,18 Joule dan 1 Joule = 0,24 kkal

B. Persamaan Kalor

1. Persamaan Perpindahan Kalor

Kalor secara umum dirumuskan sebagai :

Q=m×c×∆T

Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
c : kalor jenis (J/kg⁰C)
∆T : perubahan suhu (T₂ – T₁)

2. Kalor Laten

Kalor laten merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu benda. Contohnya es batu yang semula membeku akan berubah wujud menjadi cair apabila dipanaskan. Kalor laten terbagi menjadi 2, yaitu kalor uap dan kalor lebur.

Secara umum, persamaan untuk kalor laten dituliskan sebagai berikut :

Q=m×L

atau

Q=m×U

Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
L : kalor lebur (J/kg)
U : kalor uap (J/kg)

3. Kalor Jenis

Kalor jenis diartikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda bermassa 1 kg sebanyak 10C. Secara umum kalor jenis dapat dihitung menggunakan persamaan :

c=\frac{Q}{m∆T}

Keterangan,
Q : banyaknya kalor (J)
m : massa (kg)
c : kalor jenis (J/kg⁰C)
∆T : perubahan suhu (T₂ – T₁)

C. Contoh Soal

sebuah balok es yang bermassa 50 gram dipanaskan dari -5 ⁰C hingga menjadi air bersuhu 60 ⁰C. apabila diketahui kalor lebur es = 80 kal/g, kalor jenis es = 0,5 kal/g derajat celcius, dan kalor jenis air = 1 kal/g derajat celcius, maka kalor yang diperlukan dari proses awal hingga akhir adalah?

Pembahasan

Dik :
m = 50 gram
T₁ = -5 ⁰C
T₂ = 60 ⁰C
c_es = 0,5 kal/g⁰C
c_air = 1 kal/g⁰C
L = 80 kal/g

Dit :
Q_tot = ?

Pembahasan :

Perhatikan grafik di bawah ini :

1. Proses Q₁ (Es mencair)

Q_1=m×c_{es}×∆T

Q_1=50\ g×0,5\ kal/g\ ^0C×(0\ ^0C-(-5\ ^0C))

Q_1=50\ g×0,5\ kal/g\ ^0C×5\ ^0C

Q_1=125\ kal

2. Proses Q₂ (es melebur)

Q_2=m×L

Q_2=50\ g×80\ kal/g

Q_2=4000\ kal

3. Proses Q₃

Q_3=m×c_{air}×∆T

Q_3=50\ g×1\ kal/g\ ^0C×(60\ ^0C-0\ ^0C)

Q_3=50\ g×1\ kal/g\ ^0C×60\ ^0C

Q_3=3000\ kal

4. Menghitung Q_total

Q_{tot}=Q_1+Q_2+Q_3

Q_{tot}=125\ kal+4000\ kal+3000\ kal

Q_{tot}=7125\ kal

Jadi, total kalor yang dibutuhkan adalah 7125 kalori.