Kelas X | Suhu dan Kalor

Definisi Suhu

Pernah menyentuh es? Apa yang anda rasakan ketika tangan anda menyentuh es atau tangan anda dimasukan ke dalam kulkas? Bagaimana jika yang anda sentuh adalah api? Ketika menyentuh es, tangan anda terasa dingin, sebaliknya ketika menyentuh api, tangan anda terasa panas. Panas, hangat, sejuk, dingin sebenarnya menyatakan apa?

Konsep suhu atau temperatur sebenarnya berawal dari rasa panas dan dingin yang dialami oleh indera peraba kita. Berdasarkan apa yang dirasakan oleh indera peraba, kita mengatakan suatu benda lebih panas dari benda yang lain atau suatu benda lebih dingin dari benda lain. Benda yang panas memiliki suhu yang lebih tinggi sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang lebih rendah. Semakin dingin suatu benda, semakin rendah suhunya. Sebaliknya, semakin panas suatu benda, semakin tinggi suhunya. Suhu adalah ukuran panas atau dinginnya suatu benda. 

Dalam pokok bahasan teori kinetik gas yang akan dipelajari nanti di kelas XI, anda akan memahami lebih mendalam pengertian suhu; apa yang terjadi pada molekul-molekul penyusun suatu benda sehingga tersebut benda bisa terasa panas, hangat, sejuk atau dingin.

Ukuran panas atau dinginnya suatu benda yang hanya didasarkan pada sentuhan atau indera peraba manusia sebenarnya tidak terlalu jelas. Setiap orang bisa merasakan panas atau dinginnya sebuah benda dengan tingkatan yang berbeda. Seorang bayi bisa saja menjerit kesakitan ketika menyentuh air yang tidak terlalu panas bagi orang dewasa. Demikian juga, walaupun menyentuh benda yang sama, panas yang dirasakan oleh bagian tubuh yang berbeda bisa saja tidak sama. Karenanya diperlukan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu secara pasti dan dapat dipercaya oleh semua orang.

Definisi Kalor
Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, pada waktu memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik. Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat memanaskan air.

Sebelum abad ke-17, orang berpendapat bahwa kalor merupakan zat yang mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda tersebut bersentuhan atau bercampur. Jika kalor merupakan suatu zat tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan joule (J), sedang satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori

Kalor dapat Mengubah Suhu Benda
Apa yang terjadi apabila dua zat cair yang berbeda suhunya dicampur menjadi satu? Bagaimana hubungan antara kalor terhadap perubahan suhu suatu zat? Adakah hubungan antara kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan oleh suatu zat? Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya. Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1 °C. Sebagai contoh, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter.

Tabel beberapa kalor jenis zat

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda bergantung pada:

• massa benda (m)
• jenis benda / kalor jenis benda (c)
• perubahan suhu (Δt )

Oleh karena itu, hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan.

Keterangan:
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg °C)
Δt = Perubahan suhu (°C)