Pengaruh Kalor Terhadap Suhu Zat

Pernahkah kalian mengamati sebuah sendok dari bahan logam yang digunkan untuk mengaduk teh panas untuk melarutkan gula pasir? Tentu kalian sering mengamatinya bahkan mencobanya sendiri. Sendok besi tersebut akan menjadi lebih panas dari sebelumnya. Lebih panas ini berarti suhunya naik. Contoh ini membuktikan bahwa panas atau kalor dapat mengubah suhu zat. Pengaruh kalor ini banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya memasak air, menggoreng makanan, dan mengelas besi.

Memasak air memerlukan kalor Sumber: Wikipedia

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu zat ini dipengaruhi oleh massa benda m, kenaikan suhu Δt dan jenis zat (silahkan baca dulu pengertian kalor). Jenis zat diukur dengan besaran yang dinamakan kalor jenis dan disimbulkan c (silahkan baca juga pengertian kalor jenis). Hubungan antara kalor yang diperlukan, massa zat, kenaikan suhu dan kalor jenis dapat dituliskan sebagai berikut.

Q = m c ΔT

dengan:

Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J atau kal)

m = massa zat (kg)

c = kalor jenis zat (J/kg°C)

ΔT = perubahan suhu (°C)

Berdasarkan rumus di atas maka dapat disimpulkan bahwa kalor untuk menaikkan suhu zat sebanding lurus dengan kenaikan suhunya. Semakin banyak kalor yang diperlukan maka suhu zat tersebut makin tinggi. Begitu juga sebaliknya, semakin sedikit kalor yang diberikan untuk menaikan suhu zat tersebut maka kenaikan suhunya makin sedikit juga.

Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang pengaruh atau hubungan antara kalor dengan suhu zat, silahkan simak contoh soal di bawah ini. Setelah memahami contohnya silahkan coba soal latihannya dan tulis di kolom komentar hasilnya.

Contoh Soal

Batang logam bermassa 4 kg memiliki suhu 25°C. Untuk menaikkan suhunya menjadi 75°C dibutuhkan kalor sebesar 5.10⁴ kal. Jika kalor yang dibutuhkan 10⁵ kal, maka berapakah kenaikan suhunya?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 4 kg = 4000 gr

ΔT₁ = 75°C - 25°C = 50°C

Q₁ = 5.10⁴ kal

Q₂ = 10⁵ kal

Ditanyakan: ΔT₂ = ?

Jawab:

Cara I dengan rumus:

Kalor jenis benda dapat ditentukan dari keadaan pertama.

Q₁ = m c ΔT₁

5.10⁴ kal = 4000 gr . c . 50°C

c = 0,25 kal/gr°C

Berarti kenaikan suhu logam ΔT₂ jika diberikan kalor sebesar Q₂:

Q₂ = m c ΔT₂

10⁵ kal = 4000 gr. 0,25 kal/gr°C . ΔT₂

ΔT₂ = (10⁵/1000)°C

ΔT₂ = 100°C

Cara II dengan perbandingan:

Kalor untuk menaikkan suhu sebanding dengan kenaikan suhunya.

Q ~ ΔT

berarti dapat diperoleh:

Q₂/Q₁ = ΔT₂/ΔT₁

10⁵ kal/5.10⁴ kal = ΔT₂/50°C

2 = ΔT₂/50°C

ΔT₂ = 2 . 50°C

ΔT₂ = 100°C

Jadi kenaikan suhu logam setelah diberikan kalor sebesar 10⁵ kal adalah 100°C.

Soal Latihan:

Zat cair A bermassa 400 gr diberikan kalor sebesar 2.10⁴ kal dan zat cair B bermassa 200 gr diberikan kalor sebesar 1,5.10⁴ kal. Jika kedua zat cair itu sejenis maka berapakah perbandingan perubahan suhunya?