Secangkir Kopi yang Mengajarkan Ilmu Fisika dan Kimia
Bayangkan kamu baru saja menuangkan kopi panas ke dalam cangkir.
Awalnya uap masih terlihat mengepul. Cangkir terasa hangat ketika dipegang.
Namun setelah didiamkan selama beberapa menit, kopi menjadi semakin dingin.
Ke mana panasnya pergi?
Apakah panas tersebut hilang?
Ternyata tidak.
Energi berpindah dari kopi menuju udara, meja, cangkir, dan benda-benda di sekitarnya. Sampai akhirnya suhu kopi mendekati suhu lingkungan.
Kalor dan Suhu Bukan Hal yang Sama
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan kata panas untuk berbagai keadaan. Namun dalam sains, terdapat dua konsep yang berbeda.
Suhu
Suhu menunjukkan tingkat panas atau dinginnya suatu benda. Suhu diukur menggunakan termometer, misalnya dalam satuan derajat Celsius (°C) atau Kelvin (K).
Kalor
Kalor adalah energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu.
Dengan kata lain:
- suhu adalah ukuran keadaan suatu benda;
- kalor adalah energi yang sedang berpindah.
Ke Mana Kalor Mengalir?
Kalor secara alami mengalir:
➡ dari benda yang bersuhu lebih tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah.
Proses ini berlangsung hingga tercapai kesetimbangan termal, yaitu ketika kedua benda memiliki suhu yang sama sehingga tidak ada lagi perpindahan kalor bersih.
Berapa Banyak Kalor yang Diperlukan?
Besarnya kalor dipengaruhi oleh tiga faktor utama:
- massa zat (m),
- kalor jenis (c),
- perubahan suhu (ΔT).
Hubungan ketiganya dinyatakan dengan persamaan:
Q = m c ΔT
dengan:
- Q = kalor (J)
- m = massa (g atau kg)
- c = kalor jenis
- ΔT = perubahan suhu
Persamaan ini akan menjadi dasar untuk perhitungan kalor pada episode-episode berikutnya.
Contoh Sederhana
Sebanyak 200 gram air dipanaskan dari 28°C menjadi 38°C.
Diketahui kalor jenis air 4,2 J g⁻¹ °C⁻¹.
Hitung kalor yang diserap air.
Penyelesaian
Diketahui:
- m = 200 g
- c = 4,2 J g⁻¹ °C⁻¹
- ΔT = 38 − 28 = 10°C
Sehingga:
Q = 200 × 4,2 × 10
Q = 8.400 J
Artinya, air menyerap energi sebesar 8.400 joule.