Kesetaraan Kalor Listrik

 

Kalor biasa disebut termal, bahang atau panas. Kalor bukanlah zat oleh sebab itu tidak dapat ditimbang massa kalornya. Jika kalor bukan zat, seharusnya kalor tidak dapat mengalir. Bila 2 posisi berbeda pada sebuah benda yang terdapat beda suhu maka terjadilah perpindahan (aliran) kalor dari tempat bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah. Jadi meskipun kalor bukan zat tetapi pada beragam persoalan lebih mudah diterangkan bila kalor dianggap sebagai zat. Kalor mengalir bukan dari tempat yang menyimpan kalor banyak ke tempat bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah. Suatu benda bersuhu semakin tinggi maka akan memiliki kandungan kalor yang semakin besar. Suhu benda lebih tinggi berarti tenaga gerak atom atau molekul dari benda itu lebih besar. Tenaga gerak itu dapat terdiri tenaga gerak: translasi, rotasi atau vibrasi (getaran). Hal ini berarti bila suhu rendah maka tenaga gerak atom atau molakul penyusunnya juga rendah, begitu pula sebaliknya (Jati, 2007: 275-276).

          Kalor jenis secara fisis berarti jumlah energi yang dibutuhkan tiap suatu satuan massa zat agar temperaturnya berubah. Dengan kata lain jumlah kalor Q yang dibutuhkan satu benda dengan benda lain berbeda satu sama lain. 

Data Kalor Jenis Beberapa Zat

Nama Zat	C (Kal/gr oC)	KJ/Kg K
Air	1,000	4,180
Perak	0,056	0,232
Alkohol	0,550	2,299
Alumunium	0,217	0,907
Besi	0,113	0,472
Seng	0,0925	0,387
Tembaga	0,093	0,386

          Karena perubahan C sangat kecil, maka seringkali dianggap konstan dan kalor dirumuskan:

 

          Tabel di atas diperoleh pada kondisi tekanan tetap 1 atm dan temperatur ruang, maka seringkali C ditulis lebih lengkap sebagai Cp, yaitu kalor jenis zat pada tekanantetap. Ada juga yang disebut kalor jenis zat pada volume tetap Cu. Nilai DT disini merupakan selisih positif dari perubahan temperatur dalam celcius, namun nilainya setara dengan selisih temperatur dala kelvin.

          Kalor jenis dikenal juga kapasitas kalor. Pada prinsipnya tidak ada perbedaan makna fisis yang signifikan pada kedua besaran ini (c dan C). C(kapasitas kalor) digunakan untuk keperluan praktis mengingat pada umumnya digunakan massa zat tidak persis 1 gram sehingga perlu definisi lain yang melibatkan langsung faktor massa yang terlibat, sehingga:

C=m.c

          Sehingga C berarti mewakili seluruh massa zat yang terlibat pada pertukaran kalor (Ishaq, 2007: 238-240).

          Kalorimeter sesungguhnya ”hanyalah” sebuah wadah di mana pencampuran dua zat atau lebih dapat berlangsung pada keadaan yang mendekati keadaan ideal, yaitu keadaan yang tidak memungkinkan zat lain (atau lingkungannya) berinteraksi ke dalam sistem pencampuran tersebut, sehingga menjamin pertukaran kalor mendekati sempurna, dimana kalor yang dilepas seluruhnya (atau mendekati 100%) bisa diserap oelh benda yang temperaturnya lebih rendah. Hal ini agar Azas Black dapat digunakan dalam perhitungannya nanti.

          Agar menjamin kondisi ideal, dimana lingkungan (udara) tidak berinteraksi ke dalam sistem diperlukan suatu isolator temperatur supaya kalor sistem tidak keluar, demikian juga kalor yang mungkin ada di luar sistem tidak masuk ke dalam. Selain itu temperatur yang ada di dalam sistem harus bisa teramati dengan baik.

          Isolator berbentuk silinder yang biasanya terbuat dari logam berfungsi supaya udara luar tidak mempengaruhi campuran zat (sistem) dalam ruang pencampuran, sehingga kalor di dalam sistem dapat dianggap konstan. Begitu pula fungsi dari gabus isolator dan penutup plastik. Dengan cara seperti ini dapat diharapkan untuk waktu yang relatif singkat tidak ada kalor yang masuk atau kaluar sistem (wadah/ruang pencampuran). termometer pada kalorimeter digunakan untuk mengamati perubahan temperatur selama proses serah terima kalor antar zat berlangsung dalam ruang/wadah pencampuran. Pengaduk berfungsi untuk meratakan temperatur sistem. Dengan memanfaatkan Azas Black kalor jenis kalorimeter dapat dihitung (Ishaq, 2007: 244).

Energi ada bermacam-macam menurut bentuknya, yaitu energi mekanik, eneri kalor, energi listrik, energi kimia, energi nuklir dan sebagainya. Energi dapat berubah atau diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain.

          Energi listrik dinyatakan dengan ’joule’ maka pengukuran tersebut dapat dikatakan sebagai pengukuran angka kesetaraan kalor mekanik. Angka kesetaraan kalor mekanik adalah bilangan yang menyatakan besarnya energi mekanik yang setara dengan satu satuan energi kalor.

          Jika W menyatakan besarnya energi mekanik yang dipakai dan Q menyatakan besarnya energi kalor yang timbul, maka kesetaraan kalor mekanik:

          Jika di dalam suatu kawat pemanas dialirkan arus listrik I dengan benda potensial V selama waktu t, maka besar energi listrik:

W=V.I.t (Joule)

Energi lisrik tersebut berubah menjadi kalor, dan diterima oleh kalorimeter yang berisi air dengan massa m sehingga mengakibatkan kenaikan suhu t_m menjadi t_a.

Besar kalor tersebut:

Q= (m+H) (t_a-t_m) (kalori)

H+harga air kalorimeter

Besar angka kesetaraan kalor mekanik:

(Suharyanto, 1982: 83-84).

Bagikan Artikel ini