Materi dan Soal Suhu dan Kalor IPA Kelas 7 SMP MTs Semester 1

MATERI SUHU DAN KALOR

SUHU

Kereta api merupakan sarana transportasi yang sangat banyak peminatnya. Kadang-kadang kecelakaan kereta api makan korban yang lebih banyak daripada sarana transportasi darat lainnya. Salah satu penyebab kecelakaan yaitu pada lintasan rel kereta api. Akibat adanya pemuaian, rel dapat melengkung yang akhirnya membawa kecelakaan.

Fenomena adanya pemuaian seperti rel kereta api, akan kamu pelajari pada bab ini. Pada bab ini kamu akan mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan pemuaian dan penerapannya serta peran kalor terhadap zat.

Pengukuran Suhu

Untuk menentukan panas atau tidaknya suatu benda, kita dapat menggunakan jari tangan kita tetapi tangan tidak dapat dipakai untuk menentukan tingkat panas suatu benda secara tetap. Alat untuk mengukur suhu (panas dinginnya suatu benda) disebut termometer.

Menentukan Skala Suatu Termometer

Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca termometer diberi skala dengan cara menandai titik-titik tertentu pada kaca. Setelah itu masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Termometer Celsius

Dibuat oleh Anders Celsius dari Swedia pada tahun 1701-1744. Titik tetap atas menggunakan air yang sedang mendidih (100° C). Titik tetap bawah menggunakan air yang membeku atau es yang sedang mencair (0° C). Perbandingan skalanya 100.

Termometer Reaumur

Dibuat oleh Reaumur dari Perancis pada tahun 1731. Titik tetap atas menggunakan air yang mendidih (80° R). Titik tetap bawah menggunakan es yang mencair (0° R). Perbandingan skalanya 80.

Termometer Fahrenheit

Dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dari Jerman pada tahun 1686-1736. Titik tetap atas menggunakan air mendidih (212° F). Titik tetap bawah menggunakan es mencair (0° F). Perbandingan skalanya 180.

Termometer Kelvin

Dibuat oleh Kelvin dari Inggris pada tahun 1848-1954. Titik tetap atas menggunakan air mendidih (373 K). Titik tetap bawah menggunakan es mencair (273 K). Perbandingan skalanya 100.

Di bawah ini ditunjukkan perbandingan empat skala suhu, yaitu skala suhu Celsius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin. Hubungan antara Celsius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin sebagai berikut.

C : R :(F-32) : (K-273) = 100 : 80 : 180 : 100 = 5:4:9:5

Dahulu kalor dianggap sebagai suatu zat yang mengalir, semacam air atau udara. Akhirnya anggapan itu terbukti tidak benar. Benda yang diberi kalor suhunya akan naik. Sementara itu, benda yang melepas kalor suhunya akan turun. Jika benda yang bersuhu lebih tinggi dicampur dengan benda bersuhu rendah, maka setelah beberapa saat akandicapai suhu yang sama.

KALOR

Pengertian Kalor

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah, jika kedua benda bersentuhan. Pengertian kalor berbeda dengan suhu, jika suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda, sedangkan kalor adalah ukuran banyaknya panas. Istilah kalor yang berasal dari caloric, yang pertama kali diperkenalkan oleh Antonie Laurent Lavoiser (1743-1794), seorang ahli kimia dari Perancis. Oleh para ahli kimia dan fisika saat ini, kalor dianggap sebagai zat alir yang tidak terlihat oleh mata. Oleh karena itu, satuan kalor ditetapkan dengan nama kalori.

Energi kalor dapat barubah menjadi energi mekanik atau sebaliknya. Oleh karena itu, terdapat hubungan antarsatuan energi kalor (kalori) dengan satuan energi mekanik (joule). Hubungan ini ditemukan oleh James Prescott Joule (1818-1889) seorang ilmuwan berkebangsaan inggris. Hubungan tersebut adalah

1 kilo kalori = 4,186 x 10³ joule

Jadi, dengan pembulatan koma desimal dapat ditulis

1 kkal = 4,2 x 10³ joule

1 kal = 4,2 joule

Satu kalori (kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik 1° C (1 kilokalori = 1 kkal = 1000 kal).

Kalor dan Suhu Benda

Kalor dapat mengubah suhu suatu benda yang menyerap kalor akan mengalami kenaikan suhu dan benda yang melepaskan kalor akan mengalami penurunan suhu. Alat yang digunakan untuk menguKur kalor suatu zat disebut kalorimeter. Pada umumnya kalorimeter digunakan untuk mengukur kalor jenis suhu zat. Jenis-jenis kalorimeter antara lain kalorimeter aluminium, kalorimeter elektrik, dan kalorimeter. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat/benda bergantung pada:

1. Massa benda (m)

2. Massa jenis benda (c)

3. Perubahan suhu (T)

Secara matematika dituliskan:

C = kalor jenis (kal/g °C) atau (joule/kg °C)

Q = banyaknya kalor yang diperlukan (kalori) atau (joule)

m = massa benda (g) atau (kg)

AT = perubahan suhu (°C)

Q  = m c AT

Contoh Soal:

Minyak tanah bermassa 500 gram dipanaskan sehingga suhunya naik 10 C. Jika kalor jenis minyak tanah 2,2 x 103 J/kg °C, hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan minyak tanah tersebut

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 500 g = 0,5 kg

AT = 10° C

C = 2,2 x 10° J.kg oC

Dinyatakan: Q = ... ?

Jawab:

Q =m C AT

= 0,5 kg x 2,2 x 103 J/kg °C x 10 °C

= 1,1 x 10' joule

= 11.000 joule

= 11.000 x 0,24 kalori

= 2640 kalori

Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan adalah 2.640 kalori.

Kalor jenis suatu zat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat itu sebesar 1 °C. Ada juga ketetapan lain yang merupakan sifat zat dan bergantung massa zat, yaitu kapasitas kalor. Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu zat itu 1 C. C kapasitas kalor (joule/K atau joule/C. C atau QC AT Q = banyaknya kalor yang diperlukan (joule). AT = kenaikan suhu (K) atau (°C)

ASESMEN EMBUN PAGI