Kalor

Pada awalnya kalor dianggap sebagai zat alir (fluida) tanpa bobot dan tidak dapat dilihat. Kalor timbul jika ada bahan yang dibakar. Kalor dapat berpindah dari benda yang satu ke benda lainnya dengan cara konduksi, konveksi, dan atau radiasi.

Pengalaman Count Rumford dan Sir James Prescott Joule dalam pengeboran laras meriam dan percobaan-percobaannya dapat disimpulkan bahwa energi mekanik terus menerus berubah wujudmenjadi kalor. Ini berarti ada kesetaraan antara energi mekanik dengan kalor. Dalam percobaannya Joule menemukan, bahwa 4,186 joule (J) setara dengan 1 kalori. Jadi 1,000 kal = 4,186 J.

Proses perubahan energi mekanik menjadi kalor merupakan salah satu contoh adanya azas ketetapan energi. Sebaliknya, kalor dapat diubah menjadi energi mekanik. Jadi, kalor merupakan salah satu bentuk energi.

Dalam hal ini, kalor dapat dibedakan dua konsep pokok, yaitu:

1. rasa kepanasan (hot) yang disebut temperatur atau suhu.

2. besaran yang dapat menyebabkan adanya perubahan temperatur yang disebut kalor (heat)

(Diktat Kalor dan Termodinamika : 4)

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang mengalir dari suatu zat ke zat yang lain akibat adanya perbedaan suhu, tentunya dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Karena suhu benda sebanding dengan kandungan kalor yang dimilikinya, yakni energi gerak atom atau molekul yang dapat terdiri dari translasi, rotasi, maupun vibrasi (Ishaq, 2007:236).   Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 - 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.  Satuan energi adalah joule, yaitu energi yang diperlukan untuk memindahkan benda bermassa 1 kg dengan percepatan 1 m/s²  sejauh 1 m. Kesetaraan kedua satuan itu adalah 1 kalori= 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori.

Pengukuran kalor sering dilakukan untuk menentukan kalor jenis suatu zat.  Jika kalor jenis suatu zat diketahui, kalor yang diserap atau dilepaskan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan temperatur zat tersebut. Ketika menggunakan persamaan ini, perlu diingat bahwa temperatur naik berarti zat menerima kalor, dan temperature turun berarti zat melepaskan kalor.

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis:

1. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu

2. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg) 

Menurut Merle C.Potter dan Craig W. Somerton dalam Schaum’s Outline Termodinamika Tekhnik, kalor adalah energi yang dipindahkan melintasi batas suatu sistem yang yang disebabkan oleh perbedaan temperatur antara sistem dan lingkungannya.  Temperatur adalah suatu property yang meningkat seiring dengan meningkatnya aktivitas molecular.  Jadi dapat diduga bahwa kita dapat menghubungkan transfer energi mikroskopik dengan temperature yang merupakan property makroskopik.  Transfer energi makroskopik ini yang tidak dapat kita perhitungkan melalui moda usaha makroskopik manapun akan disebut sebagai kalor.  Suatu sistem tidak menyimpan panas, tetapi menyimpan energi, dan kalor merupakan energi yang sedang mampir. Ini disebut dengan perpindahan kalor.

            Energi dapat dipindahkan secara mikroskopik ke atau dari suatu sistem melalui cara-cara atau interaksi antar molekul dari batas sistem yang lebih aktif dibandingkan dengan molekul-molekul dari batas lingkungannya, energi akan dipindahkan dari sistem ke lingkungannya, dimana molekul-molekul yang cepat memindahkan energi ke molekul-molekul yang lebih lambat.

Dari pengertian-pengertian tersebut, kalor didefiniskan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suau zat.  Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu zat / benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut.  Jika suhunya tinggi, maka kalor yang dikandung oleh benda sangta besar, sebaliknya, jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung benda / zat tersebut sedikit.

Sebagai ilustrasi, perhatikan sebuah balok panas dan balok dingin dengan massa yang sama.  Balok yang panas menyimpan lebih banyak energi dibandingkan dengan balok yang dingin karena memiliki aktivitas molekular yang lebih besar, artinya, temperature balok panas lebih tinggi.  Jika kedua balok saling disentuhkan, energi mengalir dari balok yang panas ke balok yang dingin melalui perpindahan kalor.  Pada akhirnya, kedua balok tersebut akan mencapai kesetimbangan termal, dimana keduanya memiliki temperature yang sama.  Perpindahan kalor telah terhenti, balok yang panas telah kehilangan energi dan balok yang dingin telah memperoleh energi. 

Posted in: