Suhu dan Kalor – Sobat, kali ini rumushitung akan mengajak sobat semua belajar tentang suhu dan kalor. Kita akan belajar pengertain suhu, satuan suhu, konversi suhu, kalor, menghitung kalor dan sebagainya. Langsung saja berikut materi suhu dan kalor yang rumushitung kumpulkan.

Pengertian Suhu dan Kalor

  Suhu dan kalor merupakan salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari segala sesuatu yang berkaitan dengan suhu, seperti pemuaian, konversi suhu, perubahan wujud, bagaimana cara kalor berpindah, dan masih banyak lagi. Coba amati musim hujan kaya gini (januari 2013) misal sobat sama pacar kamu yang baru jadian  berdua kehujanan naik motor lalu mampir ke warung buat minum wedang ronde. Lihatlah ada peristiwa kalor yang luar biasa. Badan anda kedinginan lalu minum wedang rode seketika menjadi hangat. Tentu saja bukan karena pacar baru sobat yang duduk di sebelah. Amati juga ketika sisa wedang ronde yang tadinya suhunya panas sekarang sudah anget atau dingin. Sepele, tapi ada bayak cerita suhu dan kalor di baliknya.

Skala Suhu

Sobat suhu itu bukan hanya panas, anget, dan dingin, tapi juga skala khususnya sebagai berikut

1. Skala Celcius
Andreas Celcius, seorang sarjana kebangsaan swedia yang menemukan sistem skala suhu celcius. Skala celcius ia buat berdasarkan pada titik beku air pada 0 ^o C dan titik didih air pada 100 ^o C.

2. Skala Kelvin
Skala kelvin di temukan oleh Lord Kelvin, Ia menetapkan apa yang disebut  o^o  mutlak (0^o  Kelvin). Nol mutlak ini adalah suhu ketika partikel berhenti bergerak, sehingga tidak ada panas yang terdeteksi karena kalor yang ada sebanding dengan energi kinetik yang diperlukan partikel. Suhu mutlak (0o K) kalau di koversi ke celcius menjadi -273,15 ^o C

3. Skala Reamur
Nama reamur diambil dari nama René Antoine Ferchault de Réaumur. Reamur mengusulkan suhu titik beku air pada suhu 0 ^o C dan titik didihnya 80 ^o C

4. Skala Fahrenheit
Skala Fahrenheit banyak digunakan  di amerika serikat. Skala ini ditemukan oleh ilmuan Jerman Bernama Gabriel Fahrenheit. Skala fahrenheit menggunakan campuran antara es dan garam dengan titik beku air bernilai 32 ^o F dan titik didihnya 212 ^o F

masing-masing skala bisa dikonversikan ke skala yang lain. Untuk lebih jelasnya mengenai konversi suhu sobat bisa baca postingan Konversi Suhu.

Kalor

Kalor adalah salah satu bentuk energi sama halnya dengan energi kimia, potensial, maupun kinetik. Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Umumnya untuk mendeteksi keberadaan kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Satuan kalor adalah kalor atau joule dengan koversi 1 kalori = 4,2 joule.

Rumus Kalor

Besar kecilnya kalor yang bekerja pada suatu zat sangat dipengaruhi oleh tiga hal berikut
massa zat
jenis zat (kalor jenis)
perubahan suhu

Sehingga secara matematis didapatkan rumus kalor :

Q = m.c.(T2 – T1) atau sobat mungkin lebih akrab dengan

Q = m.c.ΔT

dibaca Q masih cinti Titu atau boleh Q masih cakit Ati (gubraaaak)

Contoh Soal Suhu dan Kalor
50 gr air pada suhu 25. Jika kalor jenis air berapa kalor yang dibutuhkan agar suhunya menjadi 80 c?

Pembahasan
kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan air tersebut sampai suhu 80 C adalah
Q = m.c. (T2-T1)
Q = 50.2. (80-25)
Q = 5500 kalori = 5,5 Kkal

Kalor Campuran 2 Zat sejenis dan non sejenis
Sobat mungkin pernah menjumpai soal tentang suhu dan kalori dari dua zat cair sejenis maupun nonsejenis yang dicampur sehingga menghasilkan suhu tertentu. Cara mengerjakannya dengan menggunakan asas black.

“Kalor yang dilepas sama dengan kalor yang di terima”

misal X adalah suhu akhir campuran dan M T2 masing-masing adalah masa dan suhu zat cair yang lebih tinggi maka untuk cairan atau zat sejenis rumusnya :

Qlepas = Qterima
M.c.(T2-x) = m.c (X-T1) (coret C –> kalor jenis)
M (T2-x) = m (x-T1)
MT2 – Mx = mx – mT1
MT2 + mT1 = Mx + mx
MT2 + MT1 = (M+m) x
x = (MT2+mT1) / (M+m)

M = masa zat yang suhunya lebih tinggi
T2 = suhu zat yang lebih tinggi
m = masa zat yang suhunya lebih rendah
T1 = suhu zat yang lebih rendah
x = suhu campuran

untuk cairan atau yang zat tak sejenis sobat bisa menggunakan persamaan awal dari asas black

Qlepas = Qterima
M.c2.(T2-x) = m.c1. (X-T1)

Contoh Soal menghitung suhu campuran
Dua buah zat cair sejenis dengan masa dan suhu masing-masing (40 Kg, 60oC) dan (20 Kg, 30oC). Jika kita mencapurnya, berapa suhu campurannya?

x = (MT2+mT1)/(M+m)
x = 40.60 + 20.30/40+20
x = (2400 + 600) / 60
x = 3000/60
x = 50

Okey sobat, itu sedikit tentang suhu dan kalor, nanti bakal kita lanjutkan pembahasan suhu ke masalah pemuaian zat,  perubahan zat, perpindahan kalor, dan lain-lain. Semoga bermanfaat materi Suhu dan Kalor, Konversi Suhu, Pengertian Suhu dan Kalor, Contoh soal kalor, suhu dan kalor fisika sma, soal suhu dan kalor, materi suhu dan kalo

   A.    Sifat Zat

1.      Sifat – Sifat Fisika

     Ciri suatu materi yang dapat diamati tanpa merubah zat – zat yang menyusun materi dinamakan sifat fisika. Sifat – sifat yang tergolong sifat fisika sebagai berikut.

a.      Wujud Materi

     Gambaran dari suatu materi diperlukan untuk mengetahui wujud suatu materi. Berdasarkan wujudnya kita dapat mengetahui bentuk suatu materi.

b.      Ukuran Partikel

     Ciri – ciri fisik suatu benda juga ditentukan oleh ukurannya yaitu besar kecilnya atau berat ringannya suatu benda. Berdasarkan kecilnya suatu benda berkaitan dengan volume benda. Sedangkan berat ringannya suatu bendaberhubungan dengan massa benda & gravitasi bumi. Ukuran lain yang menentukan ciri fisik suatu benda adalah kerapatan.

c.      Titik Didih & Titik Cair

     Suhu dimana zat padat berubah menjadi cair dinamakan titik cair. Sedangkan suhu dimana zat cair berubah menjadi zat gas dinamakan titik didih.

d.      Warna

     Warna yang dimiliki suatu benda merupakan coro tersendiri yang membedakan antara zat satu dengan zat lain. Sifat fisika yang berupa warna berhubungan dengan pemantulan cahaya matahari.

e.      Kelarutan

     Kelarutan suatu zat berhubungan dengan kemampuan suatu zat untuk melarut dalam suatu pelarut.

f.       Daya Hantar

     Daya hantar berhubungan dengan kemampuan suatu zat untuk menghantarkan panas atau arus listrik.

g.      Kemagnetan

     Kemagnetan berhubungan dengan kemampuan zat untuk dipengaruhi oleh suatu medan magnet.

2.      Sifat – Sifat Kimia

     Sifat kimia adalah ciri – ciri suatu zat yang menyatakan apakah zat tersebut dapat mengalami perubahan kimia tertentu.

Logam dan Udara

     Besi dapat berkarat karena bereaksi dengan oksigen yang ada di udara. Karat besi merupakan senyawa oksida besi. Aluminium dapat bereaksi dengan oksigen yang ada diudara membentuk aluminium oksida. Sifat – sifat yang digunakan untuk mengelompokkan sifat kimia diantaranya :

a)     Mudah tidaknya suatu zat terbakar

b)     Kestabilan : Mudah tidaknya suatu zat terurai oleh pengaruh panas

c)     Kereaktifan : Mudaj tidaknya suatu zat untuk bereaksi dengan zat lain

d)     Perkaratan : Mudah tidaknya suatu zat membentuk karat

e)     Beracun : terdapat beberapa zat yang memiliki sifat kimia bercun seperti insektisida, pestisida, fungisida, herbisida dan rodentisida.

        B.     Perubahan Zat

1.      Perubahan Fisika

     Perubahan ukuran, bentuk atau keadaan zat disebut perubahan fisika. Perubahan fisika tidak mengubah identitas zat dalam materi. Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menyebabkan terbentuknya zat yang jenisnya baru. Perubahan fisika dapat diidentifikasi dengan hal – hal berikut.

a.      Perubahan Wujud

     Materi atau zat dapat berwujud padat, cair maupun gas, bergantung pada sifat alamiah dan faktor – faktor yang mempengaruhinya.

b.      Perubahan Bentuk

     Materi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tanpa mengubah wujudnya

c.      Perubahan Fisika Pada Proses Pelarutan

     Pada perubahan ini zat padat dapat berubah menjadi larutan atau sebaliknya larutan dapat berubah menjadi zat padat, tanpa mengubah sifat fisika yang dimiliki zat tersebut

d.      Perubahan Fisika karena Proses Aliran Arus Listrik

     Pada perubahan ini materi hanya bertindak sebagi penghantar dan energi yang dialirkan diubah menjadi bentuk lain

2.      Perubahan kimia

     Perubahan suatu zat dalam suatu materi menjadi zat yang berbeda atau baru disebut perubahan kimia. Perubahan kimia pada umumnya disertai dengan gejala – gejala yang dapat diamati antara lain :

a)     Terjadinya perubahan warna

b)     Terbentuknya gas yang kadang disertai bau yang khas

c)     Terbentuknya endapan

d)     Terjadinya perubahan suhu

Besi yang dibiarkan diudara, besi dan oksigen yang ada diudara akan bereaksi membentuk zat yang baru yaitu karat. Proses perubahan kimia dapat digolongkan menjadi proses fotosintesis, proses pembakaran, proses pengkaratan, proses peragian (fermentasi) dan proses pembusukan.

Tabel Beberapa Pengamatan Perubahan Materi

Perubahan Fisika	Perubahan Kimia
1.      Pembakaran Logam Nikel Kawat nikel dibakar pada nyala api alat pembakaran Bunsen. Nikel terbakar membara. Ketika di dinginkan, logam itu kembali pada wujud semula.	1.      Pembakaran logam magnesium Pita magnesium di bakar pada nyala Bunsen. Magnesium terbakar dengan menimbulkan cahaya terang, dan menghasilkan abu berwarna putih.
2.      Pelarutan garam dapur Sesendok garam dapur dimasukan ke dalam air suling pada gelas kimia, dan diaduk sampai larut. Jika larutan ini dipanaskan sampai semua air menguap maka garam dapur diperoleh kembali.	2.      Pelarutan logam natrium Dengan menggunakan tang, sekeping natrium dimasukan secara hati hatipada permukaan air suling di gelas kimia. Natrium larut disertai sedikit ledakan. Jika air diuapkan, kita memperoleh zat padat putih. Zat ini juga larut dalam air, tetapi tidak menimbulkan ledakan.
3.      Pemanasan secara lemah Panaskan belerang dalam tabung reaksi dengan api yang lemah (nyala kuning). Tabung digoyangkan terus-menerus. Setelah belerang meleleh, pemanasan dihentikan. Ketika didinginkan, belerang menjadi padat kembali seperti semula.	3.      Pemanasan secara kuat Panaskan belarang dalam sendok porselin dengan api yang kuat (nyala biru). Belerang meleleh, dan lamban lun jumlahnya berkurang. Akhirnya sendok itu kosong dan timbul gas yang berbau seperti bau korek api yang terbakar.

3.      Kekekalan Massa

     Massa zat sebelum perubahan kimia sama dengan massa zat setelah perubahan tersebut, yang kemudian dikenal dengan hukum kekekalam massa.

4.      Penggunaan Perubahan Fisika & Kimia dalam Industri dan Kehidupan Sehari – hari.

a.      Penggunaan Perubahan Fisika :

1)     Pembuatan es mulai dari es batu, es lilin, samapi es krim dengan teknik pembekuan

2)     Penggunaan pewangi ruangan dan pewangi pakaian dari kamper berdasarkan sifat menyublim

b.      Penggunaan Perubahan Kimia :

1)     Pengolahan makanan seperti, pembuatan tape, pembuatan minuman dari sari – sari buah – buahan, pembuatan tempe & oncom dengan proses peragian

2)     Pencegahan perubahan yang tidak diinginkan

3)     Mengatasi limbah

4)     Pengolahan sumber energi

      C.    Pemisahan Campuran

            Cara – cara pemisahan campuran dapat dilakukan dengan menggunakan dasar perbedaan sifat fisika, seperti perbedaan ukuran, titik didih, titik lebur, kelarutan dan lain sebagainya. Pemisahan campuran dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.

1.      Penyaringan ( Filtrasi )

            Penyaringan adalah pemisahan campuran didasarkan pada perbedaan ukuran partikel zat – zat penyusun campuran. Zat atau partikel yang tertinggal pada penyaring disebut residu (ampas). Zat atau partikel yang dapat menenmbus penyaring disebut filtrat (hasil saringan).

2.      Penyulingan ( Destilasi )

            Pemisahan campuran dengan destilasi didasarkan pada perbedaan titik didih. Pemisahan dengan cara destilasi juga dapat digunakan untuk memperoleh air murni dari larutan dengan zat terlarut didalamnya.

3.      Pengkristalan ( Kristalisasi )

            Pengkristalan adalah pemisahan campuran zat padat dari larutan campurannya, dengan cara menguapkan pelarutnya sehingga campuran tersebut menjadi kental lewat jenuh kemudian membentuk kristal.

4.      Sublimasi

            Sublimasi adalah pemisahan campuran berdasarkan perubahan wujud zat dari zat padat menjadi gas atau sebaliknya.

5.      Kromatografi

            Kromatografi adalah cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan perambatan pelarut pada suatu lapisan tertentu. Komponen – komponen yang akan dipisahkan & didistribusikan melalui 2 fase yaitu fase stationer ( tetap) dan fase mobil ( fase bergerak). Fase stationer cenderung menahan, sedangkan fase mobil cenderung menghanyutkan.

      D.    Reaksi Kimia

            Perubahan kimia salah satunya juga terjadi dalam sel – sel tubuh manusia yaitu pernapasan.

1.      Menulis Persamaan Reaksi

            Persamaan reaksi adalah persamaan yang menyatakan perubahan materi dalam suatu reaksi kimia, menggunakan rumus kimia dan lambang – lambang lain. Beberapa lambang yang digunakan pada persamaan reksi anatara lain :

-         →  (menghasilkan)

-         +  (ditambah)

-         (s) padatan (s = solid)

-         (g)  (gas)

-         (l) cairan (l = liquid)

-         (aq) terlarut dalam air (aq = aquous)

            Zat – zat yang berada disebelah kiri tanda panah adalah pereaksi (reaktan), dan zat – zat yang berada disebelah kanan tanda panah adalah hasil reaksi (produk).

2.      Kesetaraan Persamaan Reaksi Kimia

            Reaksi kimia antara gas hidrogen dan gas oksigen membentuk air. Persamaan rekasinya :

H₂ + O₂ → H₂ O (Belum setara). Untuk menyamakan jumlah atom oksigen, tambahkan angka koefisien 2 didepan rumus kimia H₂ O, sehingga => H₂ + O₂ → 2H₂ O (Belum setara). Agar jumlah atom hidrogen menjadi sama, tambahkan angka koefisien 2 didepan rumus kimia H₂, kini menjadi => 2H₂ + O₂ → 2H₂ O (Setara).

      E.     Jenis – Jenis Reaksi Kimia

1.      Reaksi Penggabungan

Dalam reaksi penggabungan, dua atau lebih zat tergabung membentuk zat lain. Rumus umum reaksi kimia jenis ini adalah :

A + B → AB

2.      Reaksi Penguraian

Kebalikan dari reaksi penggabungan adalah reaksi penguraian. Dalam reaksi penguraian, suatu zat terpecah atau terurai menjadi dua atom atau lebih zat yang lebih sederhana. Rumus umum reaksi janis ini adalah : AB → A + B

Sebagian besar reaksi penguraian membutuhkan kalor, cahaya / listrik.

3.   Reaksi Penggantian

Reaksi penggantian tunggal terjadi apabila satu unsur menggantikan unsur lain dalam satu senyawa. Terdapat dua persamaan umum untuk reaksi janis ini :

-         Persamaan I => A menggantikan B => A + BC → AC + B

-         Persamaan II => D menggantikan C => D + BC → BD + C

Reaksi penggantian rangkap terjadi apabila endapan, air atau gas terbentuk ketika dua senyawa dalam larutan dicampur. Rumus umum untuk reaksi jenis ini adalah : AB + CD → AD + CB

       F.     Ciri – ciri Reaksi Kimia

1.      Reaksi Kimia Menghasilkan Endapan

      Salah satu contoh reaksi kimia yang menghasilkan endapan adalah reaksi antara perak nitrat dan natrium klorida.

2.      Reaksi Kimia Menghasilkan perubahan Warna

      Reaksi antara larutan timbal ( II ) nitrat Pb (No)_{3 (aq)} dengan larutan kalium iodida 2KL_(aq)­ selain menghasilkan endapan juga menghasilkan zat baru dengan warna yang berbeda dengan warna zat asalanya.

3.      Reaksi Kimia Menghasilkan Gas

      Conroh reaksi kimia yang ditandai dengan terbentuknya gas adalah ketika karbit dicampur dengan air, akan menghasilkan gas karbit.

4.      Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Suhu

      Suatu reaksi kimia yang menghasilkan energi dinamakan reaksi eksoterm. Salah satu c