KONSEP ZAT DAN KALOR

Konsep Zat Dan Kalor

A. PENGERTIAN ZAT

Zat secara umum merupakan segala sesuatu yang memiliki massa dan menepati ruang dimana maksud dari menempati ruang adalah memiliki volume.

B. WUJUD ZAT

Ciri-ciri zat padat:

a.Mempunyai bentuk yang tetap

b.Mempunyai volume yang tetap

c.Susunan partikel zat padat letaknya teratur dan berdekatan

d.Ikatan partikel zat padat sangat kuat

e.Tidak mengikuti bentuk tempatnya

Ciri-Ciri Zat Cair

Zat yang berwujud cair mempunyai ciri-ciri sebagai berikut.

a.Bentuk selalu berubah-ubah sesuai dengan tempatnya.
b. Volume zat cair tetap.
c. Letak molekulnya berdekatan
d. Gaya tank antarmolekulnya lemah.
e. Gerak molekulnya agak bebas, tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya. Hal itulah
yang menyebabkan bentuknya selalu berubah sesuai dengan tempatnya, tetapi volumenya
tetap.

Ciri ciri zat gas

1) Bentuk dan volumenya berubah sesuai dengan tempatnya.
(2) Letak antarmolekulnya sangat berjauhan
(3) Gaya tank antarmolekulnya sangat lemah.
(4) Selalu memenuhi ruangan karena gerak molekulnya sangat bebas

C. PERUBAHAN WUJUD ZAT

1. Perubahan secara Kimia

Perubahan ini merupakan proses perubahan suatu zat yang menghasilkan jenis zat yang baru. Ciri-ciri terjadinya proses perubahan secara kimia adalah terjadinya perubahan warna, suhu, terjadinya endapan, dan terjadinya pembentukan gas.

 2. Perubahan secara Fisika

Perubahan fisika adalah kebalikan dari perubahan kimia dimana perubahan wujud zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat baru. Salah satu contoh perubahan secara fisika adalah es yang mencair, lilin yang meleleh, air yang membeku dan lainnya

Mencair, peristiwa dimana perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Proses ini memerlukan kalor (energi panas). Contohnya es yang kembali menjadi air.

Membeku, peristiwa dimana adanya perubahan wujud dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan kalor. Contohnya air menjadi es.

Mengembun, peristiwa perubahan wujud zat menjadi cair, proses ini melepaskan energi kalor. Contohnya pengembunan.

Menguap, peristiwa perubahan wujud zat dari cair menjadi zat dan memerlukan energi panas. Contohnya air yang dimasak lambat laun akan menguap.

Menyublim, peristiwa dimana terjadinya perubahan wujud dari padat menjadi gas. Proses ini memerlukan energi panas. Contohnya habisnya kapur barus perlahan-lahan.

Mengkristal, peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contohnya  gas dari kapur barus dapat dipadatkan lagi dengan metode kristalisasi.

D. MASSA JENIS ZAT

Secara matematis, massa jenis dapat ditulis :

Keterangan :

ρ         = Massa Jenis Zat (kg/m³)

m         = Massa Benda (kg)

V          = Volume Benda (m³)

Jadi, untuk menentukan massa jenis suatu zat cukup mengukur massa dan volumenya. Untuk benda padat yang bentuknya teratur volumenya dapat dihitung dengan menggunakan rumus, sedangkan massanya dapat diukur dengan neraca atau timbangan

E. GAYA TARIK MENARIK ANTAR PARTIKEL DAN MENISKUS ZAT

Gaya tarik menarik padatiap partikel memiliki nilai yang berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh jarak antar partikel yang bersangkutan. Makin jauh jarak antar partikel maka makin kecil gaya tarik menariknya. Gaya ini terbagi atas dua yaitu kohesi dan adhesi. Karena adanya gaya tarik menarik ini, terjadi peristiwa Meniskus permukaan zat cair. Meniskus merupakan peristiwa melengkungnya permukaan zat cair karena pengaruh gaya adhesi dan kohesi. Meniskus terbagi atas dua bentuk :

1. Meniskus Cekung

Meniskus ini merupakan bentuk permukaan zat cair yang cekung. Contohnya seperti permukaan air pada pipa kapiler. Penyebab kecekungan ini adalah gaya kohesi lebih kecil dari pada gaya adhesi

2.Menikus cembung

Meniskus cembung merupakan keadan permukaan zat cair di dalam bejana yang berbentuk cembung. Contohnya seperti permukaan air raksa pada pipa kapiler. Penyebab kecembungan ini adalah gaya kohesi lebih besar dari pada gaya adhesi.

F. KAPILARITAS DAN TEGANGAN PERMUKAAN

Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair di dalam pipa kapiler atau pipa sangat kecil (pipa dengan diameter yang sangat kecil).

Tegangan permukaan adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh selaput yang elastis.

G PENGERTIAN KALOR

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya karena adanya perbedaan suhu. Ketika dua benda yang memiliki perbedaan suhu bertemu maka kalor akan mengalir (berpindah) dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

H. RUMUS DANSATUAN KALOR

Satuan kalor adalah Kalori (Kal) atau Joule (J). Kalori adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air agar suhunya menjadi 1 derajat Celcius.

Rumus Kalor :

Keterangan :

Q = Kalor (J)

m : Massa Benda (kg)

c = Kalor Jenis (J Kg ^oC)

ΔT = Perubahan Suhu (^oC)

I. KALOR DAN PERUBAHAN PADA BENDA

1. Kalor Dapat Mengubah Suhu Zat

Pada hakikatnya, setiap benda yang suhunya lebih dari nol mutlak, maka benda tersebut memiliki Kalor. Kandungan kalor inilah yang akan menentukan berapa suhu tersebut. Apabila benda ini dipanaskan maka benda tersebut menerima tambahan kalor sehingga suhunya meningkat. Sedangkan apabila benda tersebut didinginkan maka benda tersebut melepaskan kalor sehingga suhunya menurun.

2. Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat

Beberapa benda jika diberikan kalor dalam satuan tertentu, benda tersebut akan mengalami perubahan wujud. Contohnya adalah ketika es dipanaskan (diberi kalor) maka es (wujud padat) tersebut akan menjadi air (Wujud Gas), dan apabila pemanasan terus dilakukan maka air tadi juga akan menjadi Gas. Titik dimana suatu zat akan berubah menjadi Zat Cair disebut Titik Cair atau Titik Lebur benda.

J. KALOR JENIS DAN KAPASITAS KALOR

Berdasarkan penelitian didapatkan bahwa jika kalor diberikan pada dua benda yang berbeda, maka akan menghasilkan suhu yang berbeda pula, Contohnya ketika minya dan air dipanaskan dengan suhu yang sama maka minyak akan memiliki perubahan suhu 2 kali lebih besar dibandingkan air.  Hal Ini disebabkan oleh perbedaan kalor jenis yang dimiliki suatu benda. Kalor Jenis Benda adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari 1 kg massa benda tersebut menjadi 1 derjat celcius. Satuan dari Kalor Jenis adalah Kalori / Gram^oCelcius atau dalam Sistem Internasional ditetapkan dengan Joule / Kilogram^oCelcius. Kalor Jenis dapat dituliskan dalam persamaan berikut :

Keterangan :

Q = Kalor (J)

m : Massa Benda (kg)

c = Kalor Jenis (J Kg ^oC)

ΔT = Perubahan Suhu (^oC)

Sedangkan kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat tersebut sebanyak 1 derajat Celcius. Jika kalor Q menghasilkan suhu sebesar t maka kapasitas kalor dapat dirumuskan

RUMUS KAPASITAS KALOR

K. PERPINDAHAN KALOR

1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Perpindahan Kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat perantara (logam) tanpa disertai perpindahan partikel – partikel zat tersebut secara permanen. Contohnya adalah ketika kita memanaskan salah satu ujung logam, maka ujung logam lainnya akan ikut panas karena terjadi hantaran kalor dari suhu tinggi ke suhu rendah. 

2. Perpindahan Kalor Secara konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan perpindahan bagian-bagian zat tersebut. Konveksi dapat terjadi pada zat cair atau gas. Ada dua jenis perpindahan kalor secara konveksi, yaitu :

a. Konveksi Alamiah

Konveksi alamiah adalah konveksi yang dipengaruhi gaya apung tanpa faktor luar, dan disebabkan oleh karena adanya perbedaan massa jenis benda.

b. Konveksi Paksa

Konveksi paksa adalah konveksi yang terjadi karena adanya pengaruh faktor luar (contoh tekanan), dan perpindahan kalor dilakukan dengan sengaja/dipaksakan. Artinya aliran panas kalor dipaksa menuju ke tempat yang ingin dituju dengan bantuan faktor luar seperti tekanan.

3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Perpindahan kalor secara Radiasi adalah proses perpindahan kalor yang tidak menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi berbeda dengan konduksi dan konveksi. Pada Radiasi, agar terjadinya perpindahan kalor, kedua benda tidak harus bersentuhan karena kalor dapat berpindah tanpa zat perantara.

L. KALORIMETER

Kalorimeter ini terdiri atas dua buah bejana dari tembaga yang kalor jenisnya belum diketahui. Bejana tembaga kecil diletakkan dalam bejana lain yang lebih besar.