MENYELIDIKI HUBUNGAN KALOR DENGAN PERUBAHAN SUHU (∆t), MASSA ZAT (m), DAN KALOR JENIS ZAT (c)

MENYELIDIKI HUBUNGAN KALOR DENGAN PERUBAHAN SUHU (∆t), MASSA ZAT (m), DAN KALOR JENIS ZAT (c)

Hidayatus S, Linda TA, Amalia RS, Atik P, Aning MS

Jurusan Biologi, FMIPA, Universitas Negeri Malang

Abstrak: Kalor atau panas merupakan suatu bentuk energi, sedangkan suhu merupakan ukuran atau tingkat panas suatu benda. Pada umumnya, suhu benda akan naik jika menyerap kalor dan turun jika melepaskan kalor. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa hubungan kalor dengan perubahan suhu, massa benda, dan kalor jenis zat adalah sebanding. Hubungan antara banyaknya kalor (Q), massa zat (m), kalor jenis (c), dan perubahan suhu (ΔT) dapat dinyatakan dengan persamaan Q= m c ΔT.

           

Kata Kunci: kalor, perubahan suhu, massa zat, kalor jenis zat,

Data Pengamatan

1.      Menyelidiki hubungan antara Q dan ∆t

Variabel yang dibuat sama:

·         Massa air = 25 gram (0,025 kg)

·         Massa jenis air = 4200 J/kg K

Waktu (menit)	t awal (°C)	t akhir (°C)	∆t
2	26	41	15
4	26	55	29
6	27	66	39
8	28	78	50

Berdasarkan data di atas, dapat diketahui bahwa semakin lama air dipanaskan, maka akan diperoleh ∆t yang nilainya lebih tinggi. Hal ini mengakibatkan nilai Q yang semakin besar pula. Secara induktif, kita dapat menyatakan bahwa semakin besar kenaikan suhu suatu zat, semakin besar pula kalor yang diserap oleh benda. Hal ini dikarenakan ketika suhu suatu benda naik, Enjah & Bahrudin (2009) benda tersebut sedang menyerap kalor dari luar.

2                         4                           6                        8

Hal di atas didukung oleh bahwa perubahan suhu terjadi karena panas dari suhu air yang lebih tinggi berpindah ke air yang suhunya lebih rendah. Suhu rendah meningkat, karena menerima panas dari suhu tinggi. Panas yang bergerak dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah itu disebut kalor. Sewaktu air dipanaskan, air menerima energi panas dari api melalui cerek yang mewadahinya. Air menerima energi panas, ditandai dengan adanya kenaikan suhu. Semakin besar energi panas yang diterima air, semakin besar pula kenaikan suhu pada air. Peristiwa itu menunjukkan semakin besar kalor yang diterima suatu benda, semakin besar pula kenaikan suhu pada benda tersebut. Pertambahan kalor sebanding dengan perpindahan panas dari api ke benda yang menerimanya, dan sebanding pula dengan kenaikan suhunya. Apabila banyaknya kalor dinyatakan dengan Q, dan perubahan suhu dinyatakan dengan ∆t (perubahan suhu), maka hubungan kalor dengan perubahan suhu dapat dinyatakan dengan persamaan:

2.        Menyelidiki Hubungan antara Q dan m

Variabel yang dibuat sama:

·         Perubahan suhu (∆t) = 5 C^o

·         Massa jenis air = 4200 J/kg K

Kondisi	Massa Air pada Gelas Kimia (gram)
	25 ml	50 ml	75 ml	100 ml
t awal (°C)	27	26	26	26
t akhir (°C)	32	31	31	31
Waktu (detik)	45, 93	57,62	58, 46	59, 98

Dari kegiatan yang sudah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat cair dipengaruhi oleh jumlah zat cair. Hal ini sesuai dengan Enjah & Bahrudin (2009) yang menyatakan bahwa semakin banyak zat cair, maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat. Dengan demikian, kalor yang diperlukan lebih banyak. Banyaknya benda yang dipanaskan pada umumnya dinyatakan dengan massa benda. Massa benda dilambangkan dengan m dengan satuan kilogram (kg). Maka, banyaknya kalor yang dibutuhkan (Q) sebanding dengan massa benda atau secara bentuk persamaannya:

3.        Menyelidiki Hubungan antara Q dan c

Variabel yang dibuat sama:

·         Perubahan suhu (∆t) = 10 C^o

·         Massa air = 50 gram

Kondisi	Air biasa	Larutan gula	Larutan garam
t awal (°C)	28,5	27,5	28
t akhir (°C)	38,5	37,5	38
Waktu (detik)	72	94,9	96,3

Data dan grafik di atas menunjukkan bahwa untuk menaikkan suhu yang sama, jumlah massa zat sama, tetapi jenis zat berbeda membutuhkan kalor yang berbeda pula. Kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung pada jenis zat (c). Hubungan Q dan c dapat dituliskan:

Dengan demikian, kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu zat bergantung kepada massa (m) dengan satuannya kilogram (kg), kalor jenis (c) dengan satuannya J/kg.K atau J/kg °C, dan perubahan suhu (ΔT) dengan satuannya Kelvin atau °C. Hubungan antara banyaknya kalor (Q), massa zat (m), kalor jenis (c), dan perubahan suhu (ΔT) dapat dinyatakan dengan persamaan:

KESIMPULAN

            Kalor yang diterima oleh suatu zat akan sebanding dengan perubahan suhu, massa zat, dan kalor jenis zat. Hubungan antara banyaknya kalor (Q), massa zat (m), kalor jenis (c), dan perubahan suhu (ΔT) dapat dinyatakan dengan persamaan Q= m c ΔT.

DAFTAR RUJUKAN

Enjah & Takari R Bahrudin. 2009. Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP dan MTS Kelas VII. Jakarta: CV. Epsilon Grup.

Menyelidiki Titik Didih Larutan pada Berbagi Konsentrasi:

ü  Larutan garam:

Massa garam	Titik didih (oC)
0 gram	95
2 gram	85
4 gram	89
6 gram	93
8 gram	101

ü  Larutan gula:

Massa Gula	Titik Didih (oc)
0 gram	93
2 gram	87
4 gram	90
6 gram	93
8 gram	95

            Berdasarkan data pengamatan yang kami peroleh, semakin banyak zat terlarut yang ditambahkan akan terjadi peningkatan titik didih. Hal ini disebabkan oleh adanya zat terlarut yang dianggap sukar menguap. Dengan adanya zat terlarut tersebut, maka gerakan air ke atas akan terhalang oleh zat terlarut. Dengan demikian, dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk mendidih. Menurut Anindya (2010) menyatakan bahwa titik didih suatu larutan tergantung dari konsentrasi zat tersebut. Semakin tinggi konsentrasi larutan, maka semakin tinggi titik didihnya. Garam (NaCl) memiliki Mr = 58,43, sedangkan gula memiliki Mr = 180. Jika diasumsikan massa gula atau garam sama, maka molaritas larutan garam lebih besar daripada larutan gula (M = n / 1 liter larutan, dimana n  = massa/ Mr). Dimana akan mempengaruhi titik didihnya, sehingga titik didih larutan garam (98°C) lebih tinggi daripada larutan gula (96,5°C).

            Hal ini juga didukung oleh  Helda (2011) bahwa penambahan konsentrasi NaCl yang semakin besar akan menyebabkan kenaikan titik didih yang semakin besar pula. Penambahan konsentrasi larutan NaCl tersebut akan mengganggu kesetimbangan dari pelarut. Kecenderungan molekul akuades akan meninggalkan larutan menjadi uap semakin berkurang, sehingga tekanan parsial dari pelarut akan menurun. Dengan menurunnya tekanan parsial pelarut tersebut menyebabkan diperlukannya panas yang lebih tinggi agar tekanan parsial sama dengan atmosfer sehingga larutan dapat mendidih. Semakin besar konsentrasi NaCl maka semakin besar pula kenaikan titik didihnya. Konsentrasi NaCl yang semakin besar disebabkan oleh penambahan komposisi solute (NaCl) dalam larutan. Semakin besar komposisi solute maka mol dari larutan juga semakin tinggi. Akibatnya fraksi mol pun demakin tinggi sehingga tekanan parsialnya semakin tinggi, seperti percobaan ini sesuai dengan hukum Roult. Adapun bunyi hukum, ”semakin banyak zat yang terlarut di dalam larutan, maka semakin besar pula titik didihnya”.

DAFTAR RUJUKAN

Anindya, 2010. Titik Didih dan Titik Beku Larutan Gula dan Garam. (Online), (http://id.answer.yahoo.com/question/index?qid.html,diakses 1 Desember 2011).

Helda. 2011. Kenaikan Titik Didih. (Online), (http://heldaluvchemeng.blogspot.com/2011/02/kenaikan-titik-didih.html, diakses 1 Desember 2011).