Azas Black

Joseph Black

Azas Black

Kalor sebagai bentuk energi dapat berpindah dari satu benda ke benda lain ketika kedua benda bersentuhan langsung. Kalor akan berpindah apabila kedua benda yang bersentuhan memiliki perbedaan suhu, yang satu lebih tinggi suhunya daripada yang lain.
Ketika bersentuhan benda yang bersuhu lebih tinggi akan memindahkan atau melepas sebagian kalor yang dimilikinya kepada benda bersuhu rendah. Akibatnya benda bersuhu rendah akan mengalami kenaikan suhu, sedangkan benda yang bersuhu tinggi akan mengalami penurunan suhu. Peristiwa memberi dan menerima kalor pada kedua benda akan berhenti apabila suhu kedua benda sudah sama atau seimbang. Perpindahan kalor sebagai peristiwa memberi dan menerima kalor ini diselidiki oleh Joseph Black (Perancis), sehingga dikenal dengan Azas Black.
Azas Black menyatakan bahwa "kalor yang diberikan atau dilepas oleh benda bersuhu tinggi besarnya sama dengan kalor yang diterima atau diserap oleh benda bersuhu rendah"
Secara matematika dituliskan dalam persamaan :
Qlepas = Qserap

Jika Q = m x c x (T2 - T1)
maka persamaan di atas dapat pula dituliskan sebagai berikut :
Q (dilepas benda panas/hot) = Q (diserap benda dingin/cool)
mhot x chot x (Thot - Tcampuran) = mcool x ccool x (Tcampuran - Tcool)

Keterangan :
mhot = massa benda panas (kg)
chot = kalor jenis benda panas (J/kgC)
Thot = suhu mula-mula benda panas (C)
Tcampuran = suhu akhir campuran (C)
mcool = massa benda dingin (kg)
ccool = kalor jenis benda dingin (J/kgC)
Tcool = suhu mula-mula benda dingin (C)

Contoh Soal :
Sepotong besi bermassa 200 gram dipanaskan sampai suhu 120C, kemudian dimasukkan ke dalam 2000 gram air dingin bersuhu 20C. Jika kalor jenis besi 0,11 kal/gC dan kalor jenis air 1 kal/gC, berapa suhu akhir air?

Penyelesaian :

Diketahui :
benda panas (1) :
m1 = 20 g
T1 = 120 C
c1 = 0,11 kal/gC

benda dingin (2) :
m2 = 2000 g
T2 = 20 C
c2 = 1 kal/gC

Ditanyakan :
suhu akhir air = Ta = ...?

Jawab :
mhot x chot x (Thot - Tcampuran) = mcool x ccool x (Tcampuran - Tcool)
m1 x c1 x (T1 - Ta) = m2 x c2 x (Ta - T2)
200 g x 0,11 kal/gC x (120 C - Ta) = 2000 g x 1 kal/gC x (Ta - 20 C)
2 x 11 x (120 C - Ta) = 2000 (Ta - 20C)
11 (120 C - Ta) = 1000 (Ta - 20 C)
1320C - 11Ta = 1000Ta - 20000C
(1320 + 20000)C = (1000 + 11)Ta
21320 C = 1011 Ta
Ta = 21320/1011
Ta = 21,09 C

Jadi suhu akhir air adalah 21,09 C

Silakan ditambah latihan mandiri dari buku-buku IPA yang relevan dengan materi di atas, semoga semakin bertambah pemahaman tentang Azas Black.

Belajar : Tahu Lebih dan Lebih Tahu............

Kalor

Kalor merupakan bentuk energi yang merambat dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah ketika kedua benda bersentuhan secara langsung.
Sebagai bentuk energi kalor dinyatakan dengan satuan Joule (J) atau kalori (kal)
1 Joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,2 Joule
Nilai ini dikenal dengan Tara Kalor Mekanik
Kalor yang diberikan pada suatu benda akan berakibat :
1) benda mengalami perubahan suhu
2) benda mengalami perubahan ukuran
3) benda mengalami perubahan wujud

1) Kalor mengubah suhu benda
Ketika benda menyerap kalor maka suhu benda akan naik, sedangkan ketika benda melepas kalor suhunya akan turun
Besar kecilnya kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu benda dipengaruhi oleh faktor berikut :
a. jenis zat, setiap benda mempunyai kemampuan menyerap/ melepas kalor yang berbeda, ada yang mudah menyerap panas sehingga mudah mengalami kenaikan suhu meski dengan panas sedikit, tetapi ada benda yang sulit menyerap panas sehingga untuk menaikkan suhu diperlukan kalor yang besar. Contoh : minyak goreng akan lebih mudah dipanaskan daripada air, pada ukuran yang sama.
Tingkat kemampuan menyerap panas benda dinyatakan dengan angka kalor jenis, angka kapasitas panas.

Kalor jenis adalah angka yang menunjukkan besarnya kalor yang diperlukan setiap 1 kg benda menaikkan suhunya sebesar 1 derajat Celcius Kalor Jenis dinyatakan dengan satuan Jolue/KgC

b. ukuran massa benda, semakin besar ukuran massa benda yang diberi kalor akan menambah jumlah kalor yang diperlukan, sebaliknya jika ukuran massa benda kecil maka kalor yang dibutuhkan menjadi lebih kecil pula. Contoh : air satu gelas tentu akan lebih cepat terpanasi daripada air satu ember.

c. besarnya kenaikan suhu, semakin tinggi perubahan suhu yang diharapkan kalor yang diperlukan pun semakin banyak, sebaliknya jika kenaikan suhu yang diharapkan hanya sedikit maka kalor yang diperlukan juga sedikit. Contoh : untuk membuat segelas air mendidih akan diperlukan lebih banyak kalor daripada jika dikehendaki sekedar hangat saja.

Banyak sedikitnya kalor juga dapat ditunjukkan dengan lamanya waktu pemanasan, semakin lama waktu pemanasan, kalor yang digunakan semakin banyak.

Berdasarkan ketiga faktor tersebut, besarnya kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu benda dapat dihitung dengan persamaan :
Q = m x c x dT
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kgC)
dT = perubahan suhu benda (C)
dT = selisih suhu akhir dengan suhu awal
dT = T2 - T1
T1 = suhu awal
T2 = suhu akhir

Contoh soal :
Air sebanyak 1 kg dipanaskan dari suhu 20C hingga mendidih (100C), berapakah banyaknya kalor yang diperlukan jika kalor jenis air 4200 J/kgC?

Penyelesaian :
Diketahui :
massa benda = m = 1 kg
suhu awal = T1 = 20C
suhu akhir = T2 = 100C
kalor jenis = c = 4200 J/kgC

Ditanyakan :
banyaknya kalor yang diperlukan = Q = ...?

Jawab :
Q = m x c x dT
Q = m x c x (T2 - T1)
Q = 1 kg x 4200 J/kgC x (100 - 20)C
Q = 4200 J x 80
Q = 336000 J
Q = 336 kJ

Kesimpulan :
Jadi banyaknya kalor yang diperlukan adalah 336 kJ

Silakan latihan mandiri dari soal-soal di buku paket IPA yang kamu miliki, jika menemukan kesulitan dapat berkonsultasi kepada orang-orang sekitar yang lebih tahu. Selamat Belajar....