Pengaruh Suhu dan Kalor Terhadap Berbagai Zat
Suhu dan kalor dalam kehidupan sehari-hari merupakan hal penting yang tidak dapat kita abaikan. Keberadaan kedua hal tersebut merupakan keniscayaan sebab kehidupan ini sangat membutuhkannya.
Tidak dapat kita bayangkan seandainya kita tidak mendapatkan suhu dan kalor dalam kehidupan. Apalagi untuk daerah-daerah dengan kondisi yang sangat ekstrem.
Suhu dan Kalor
Suhu dan kalor terdiri atas dua kata, yaitu suhu serta kalor. Masing-masing kata mempunyai pengertian masing-masing. Meskipun demikian, kedua kata tersebut merupakan satu kesatuan sebab akibat alam.
Artinya, satu aspek terjadi karena aspek lainnya. Suhu terjadi karena adanya kalor, dan kalor dapat menyebabkan suhu tertentu pada zat.
1. Suhu
Suhu diartikan sebagai derajat panas atau dingin dari suatu zat. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa suatu zat dikatakan panas jika suhunya tinggi dan dikatakan dingin jika suhunya rendah.
Suhu ini sangat mempengaruhi kondisi zat. Dan setiap zat mempunyai tingkat kepekaan yang berbeda terhadap suhu, terutama pada perubahan suhu.
Kita dapat mengetahui bahwa jika suhu meningkat, akan ada zat yang volumenya bertambah.
Begitu juga, ada zat yang warnanya berubah jika suhunya mengalami perubahan. Atau ada juga zat yang hambatan jenisnya berubah jika suhunya mengalami perubahan.
Suhu diukur dengan suatu alat yang disebut termometer. Pada termometer ini, kita menggunakan skala ukur yang yang terdiri atas skala atas dan skala bawah. Skala bawah menunjukkan ukuran suhu terendah, sedangkan skala atas menunjukkan ukuran suhu tertinggi.
Skala bawah suatu termometer berbeda-beda. Ada yang skala bawahnya nol derajat, ada pula yang di bawah nol derajat. Begitu pula skala atas termometer, berbeda-beda.
Ada termometer yang skala atasnya seratus derajat, ada yang di atas seratus derajat, dan ada pula yang di bawah seratus derajat.
Satuan yang dipakai termometer ini bermacam-macam. Ada yang menggunakan satuan Celcius, Reamur, Kelvin, dan juga Fahrenheit.
2. Kalor
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat mengalami perubahan kondisi atau posisi jika terjadi perbedaan suhu.
Perubahan posisi yang kita maksudkan dalam hal ini pada 1 gram air. Perpindahan diakibatkan adanya perbedaan suhu. Kalor diukur dalam satuan joule (J), tetapi ada juga yang menggunakan satuan kalori (kal).
Yang dimaksud dengan 1 kal adalah jumlah panas yang dibutuhkan pada saat menaikkan suhu 10 derajat Celcius.
Sementara, jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda dalam satu satuan suhu disebut kapasitas kalor.
Adapun kapasitas kalori untuk setiap satuan massa disebut dengan kalor jenis atau panas jenis.
Sebagai energi yang dapat mengalami perpindahan, kita mengenal ada tiga macam perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi, dan Radiasi.
Konduksi adalah proses perambatan panas (kalor) yang tidak diikuti perpindahan massa. Konduksi disebut juga hantaran panas.
Konveksi adalah proses perambatan kalor yang disertai perpindahan partikel-partikel zat perantara. Adapun radiasi adalah perpindahan panas atau kalor yang tidak memerlukan zat perantara.
Tidak semua kalor berguna untuk menaikkan suhu. Hal ini dikarenakan ada juga kalor yang digunakan oleh suatu zat untuk berubah wujud. Kalor yang digunakan suatu zat untuk dapat melakukan perubahan wujud seperti ini dinamakan kalor laten.
Kalor laten ini terbagi atas kalor lebur (kalor beku) dan kalor didih (kalor uap).
Suhu dan Kalor - Pemuaian atau Ekspansi Termal
Suhu dan kalor dalam kehidupan kita sehari-hari ternyata memberikan pengaruh yang tidak kecil.
Ada banyak kejadian dalam kehidupan ini yang terkait dengan adanya perubahan suhu dan kalor. Setiap perubahan suhu dan kalor memang membawa dampak terhadap zat yang dikenai nya.
Pada dasarnya, setiap benda atau zat, dalam wujud apapun (padat, cair maupun gas), akan mengalami perubahan jika dikenai suhu dan kalor.
Beberapa perubahan yang terjadi pada benda yang dipengaruhi oleh suhu dan kalor adalah sebagai berikut:
1. Pemuaian Zat Padat
Secara umum, kita ketahui bahwa zat yang dipanaskan akan memuai dan yang didinginkan akan menyusut. Kita dapat menjelaskan kondisi tersebut sebagai peristiwa fisis.
Di mana saat zat padat dalam kondisi dingin, partikel penyusunnya sangat rapat atau padat. Sementara jika zat padat diberi panas, maka partikel zat akan bergerak atau bervibrasi.
Pada saat dipanaskan, vibrasi ini sangat cepat sehingga jarak antar partikel menjadi semakin besar atau longgar.
Akibat semakin besarnya jarak tersebut, diasumsikan sebagai pertambahan ukuran zat padat, baik pada posisi panjang, luas, maupun volumenya.
a. Pemuaian panjang
Adalah pemuaian yang terjadi pada zat padat jika arah pemuaiannya searah dengan panjangnya.
Pemuaian ini menyebabkan terjadinya pertambahan panjang pada ukuran panjang benda. Suhu dan kalor sangat menentukan pada proses pemuaian jenis ini.
Karena arah pemuaiannya ke ukuran panjang benda, perubahan luas dan volumenya akan relatif kecil dan dapat diabaikan, tidak dianggap. Proses ini dapat kita ketahui pada sambungan rel kereta api.
Jika kita memperhatikan jarak ujung sambungan rel kereta api, maka setiap sambungan ada jarak tertentu di antara dua rel yang berhadapan.
Di pagi hari, ujung rel ini saling berjauhan tempatnya. Akan tetapi ketika siang hari, di mana suhu udara sangat tinggi, kedua ujung rel tersebut saling mendekat. Inilah yang kita sebut sebagai pemuaian panjang.
Suhu dan kalor yang tercipta pada saat siang hari akibat sinar matahari, menjadikan suhu rel meningkat dan menjadikan ukurannya memanjang.
b. Pemuaian luas
Bila pemuaian pada zat terjadi pada bagian panjang dan lebarnya, maka pemuaian yang terjadi disebut sebagai pemuaian luas. Proses pemuaian ini mengakibatkan terjadinya pertambahan luas pada zat tersebut.
Pada pemuaian luas ini, ada beberapa hal yang memegang pengaruh, yaitu luas mula-mula sebelum dipanaskan, jenis zat yang dipanaskan, serta besar perubahan suhu yang dialami zat tersebut.
c. Pemuaian volume
Jika kita telaah, sebenarnya perubahan yang terjadi pada zat padat saat dipanaskan tidak hanya pada pemuaian panjang ataupun pemuaian luas. Hal ini karena setiap zat mempunyai dimensi ruang, yaitu panjang, lebar dan tinggi.
Sehingga pemuaian yang terjadi pada saat dipanaskan adalah ke segala arah, termasuk si atau volume zat.
Pemuaian volume ini dipengaruhi oleh volume zat sebelum dipanaskan, jenis zat padat yang dipanaskan, dan perubahan suhu yang dialami zat padat tersebut.
2. Pemuaian Zat Cair
Sebagaimana zat padat, zat cair jika dipanaskan akan mengalami proses pemuaian. Akan tetapi, pemuaian yang dialami zat cair bukan pemuaian panjang atau luas sebab zat cair mempunyai bentuk yang tidak tetap.
Jenis pemuaian yang dialami zat cair adalah pemuaian volume. Alat untuk mengukur dan meneliti pemuaian volume zat cair adalah dilatometer.
Dilatometer adalah sebuah labu gelas yang dilengkapi pipa kecil berskala, dan hasil pengukurannya sesuai dengan rumus matematis berikut.
V = Vo (1 + ƔΔT)
Namun, perlu kita ketahui bahwa ada kondisi khusus. Di mana pada suhu nol sampai dengan empat derajat Celcius, air berperilaku berbeda.
Pada saat itu, volume zat cair akan menyusut dan bila didinginkan akan mengembang. Kondisi ini disebut dengan anomali air. Suhu dan kalor dalam proses ini hanya berlaku pada batasan suhu di atas.
3. Pemuaian Gas
Jika gas dipanaskan, ternyata juga mengalami proses pemuaian. Pemuaian yang terjadi akibat berkembangnya jumlah gas yang ada.
Artinya, volume gas mengalami pengembangan. Untuk hal tersebut, kita menggunakan alat dilatometer.
Suhu udara dalam dilatometer dinaikkan dengan memegang bola dilatometer secara langsung dengan tangan. Akibat suhu tangan yang lebih tinggi dibandingkan suhu udara dalam bola kaca, maka suhu udara meningkat.
Peningkatan suhu udara dalam bola kaca menyebabkan udara memuai sehingga berusaha keluar melalui ujung dilatometer yang dicelup air.
Akibat pemuaian udara tersebut, maka udara keluar melalui air yang ada. Air yang keluar dari tabung ini berupa gelembung-gelembung udara dari dalam air. Terutama, ujung pipa yang dimasukkan ke dalam air.
Suhu dan kalor dalam kehidupan kita memang sangat berpengaruh dalam berbagai kondisi. Bahkan, secara jelas suhu dan kalor telah mempengaruhi setiap bentuk zat sehingga dapat mengalami perubahan bentuk, ukuran, dan kondisinya.
Kita memang tidak dapat mengabaikan peranan suhu dan kalor dalam kehidupan kita. Ini karena kita memang membutuhkan keberadaan mereka. Apa jadinya jika suhu dan kalor tidak ada dalam kehidupan ini?
Posting Komentar untuk " Pengaruh Suhu dan Kalor Terhadap Berbagai Zat"