Kalor pada Perubahan Wujud Benda

 

Terjadinya perubahan wujud sering diamati dalam kehidupan sehari-hari. Contoh yang sering kita jumpai, yaitu pada air mendidih kelihatan gelembung- gelembung uap air yang menunjukkan adanya perubahan wujud dari air menjadi uap. Untuk mendidihkan air, diperlukan kalor. Jadi, untuk mengubah wujud zat cair menjadi gas diperlukan kalor. 

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda saling bersentuhan. 

Mari kita pahami:

1. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan  untuk  menaikkan suhu 1 g zat sebesar 1°C.

2. Saat perubahan wujud berlangsung, tidak terjadi perubahan suhu.

3. Kalor untuk mengubah wujud zat disebut kalor laten. 

Dalam kehidupan sehari-hari, terjadi peristiwa peleburan, pembekuan, penguapan, dan pengembunan. Apakah dalam peristiwa tersebut memerlukan atau melepaskan kalor?

Pahami diagram perubahan wujud benda di bawah ini.

Gambar Proses perubahan wujud

Perubahan wujud pada zat:

a. perubahan wujud zat yang memerlukan kalor, yaitu mencair, menguap, dan menyublim;

b. perubahan wujud zat yang melepas kalor, yaitu membeku, mengembun, dan menghablur. 

Mari kita ingat kembali, saat perubahan wujud tidak terjadi perubahan suhu. Kalor untuk mengubah wujud zat disebut kalor laten. Persamaan matematis kalor laten bisa kita pelajari dari diagram di bawah ini.

Kalor laten

Penerapan-1 

Berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan 5 kg air dalam keadaan beku (es), jika kalor lebur air tersebut 336.000 J/kg? 

Langkah-langkah Penyelesaian

Apa yang diketahuinya?

Massa, m = 5 kg

Kalor lebur air, L_air = 336.000 J/kg = 3,36 x 10⁵ Jkg-1 

Apa masalahnya? Kalor yang di perlukan Q    

Bagaimana strateginya? Gunakan persamaan Q = m L 

Bagaimana penerapannya?

Q = m L Q

    = (5 kg) (3,36 x 10⁵ Jkg-1)

Q =  16,8 x 10⁵ J = 1,68 x 10⁶ J 

Jadi, es tersebut memerlukan kalor sebesar 1,68 x 10⁶ J agar melebur pada titik leburnya.

 

Penerapan-2

Kalor sebanyak 84 kJ ditambahkan pada  500 g air yang bersuhu 20^oC. Berapakah suhu air itu? Kalor jenis air 4.200 J/(Kg.K). 

Diketahui: Q = 84 kJ = 84.000 J

                 m = 500 g = 0,5 Kg

          T_awal = 20^oC c = 4.200 J/(Kg.K) 

Ditanyakan: T_akhir = ...? 

Jawab: Q = c x m x ∆t

    84.000 = 4.200 x 0,5 x ∆t

    84.000 = 2.100 x ∆t

            ∆t = 84.000 : 2.100 = 40^oC

 

Jadi, ∆t = T_akhir - T_awal

   40^oC = T_akhir - 20^oC

 T_akhir = 40^oC + 20^oC  = 60^oC

 

Sumber: Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017. 

Baca juga:

KALOR DAN PERPINDAHANNYA
1	Apakah Kalor itu?
2	Kalor dan Perubahan Suhu Benda
3	Kalor pada Perubahan Wujud  Benda
4	Perpindahan Kalor secara Konduksi
5	Perpindahan Kalor secara Konveksi
6	Perpindahan Kalor secara Radiasi
7	Serba-serbi Terkait Kalor