ades & kohes

PENGERTIAN KOHESI DAN ADHESI

A.   KOHESI

Kohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sama jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak. Gaya kohesi zat padat lebih besar dibandingkan dengan zat cair dan gas (Susunan partikel pada zat padat, cair, dan gas). Gaya kohesi mengakibatkan dua zat bila dicampurkan tidak akan saling melekat.

Contoh peristiwa kohesi adalah :

·         Tidak bercampurnya air dengan minyak,

·         Tidak melekatnya air raksa pada dinding pipa kapiler

·         Air di atas daun talas

·         Air raksa yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi kimia

·         Raksa pada termometer

B.    ADHESI

Adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena molekulnya saling tarik menarik atau merekat. Gaya adhesi akan mengakibatkan dua zat akan saling melekat bila dicampurkan.

Contoh :

·         Bercampurnya air dengan teh/kopi,

·         Melekatnya air pada dinding pipa kapiler

·         melekatnya tinta pada kertas

·         Air di atas telapak tangan

·         Susu tumpah di lantai

·         Garam yang larut

Bila suatu cairan gaya kohesinya > gaya adhesinya maka bila kita tuangkan ke gelas, permukaan cairan akan cembung ke atas.

Sebaliknya bila gaya kohesinya < gaya adhesinya maka permukaan cairan akan melengkung ke atas pada sisi cairan.

Ada 3 kondisi yg mungkin terjadi jika kita mencampurkan 2 macam zat

1.         Jika gaya kohesi antar partikel zat yang berbeda lebih besar daripada gaya adhesinya, kedua zat tidak akan bercampur.

Contohnya, minyak kelapa dicampur dengan air.

2.         Jika gaya adhesi antar partikel zat yang berbeda sama besar dengan gaya kohesinya, kedua zat akan bercampur merata.

Contohnya, air dicampur dengan alkohol.

3.         Jika gaya adhesi antar partikel zat yang berbeda lebih besar daripada gaya kohesinya, kedua zat akan saling menempel.

Contohnya, air yang menempel pada kaca.

Akibat adanya kohesi dan adhesi, terjadi beberapa peristiwa menarik, Berikut ini beberapa di antaranya :

1.       Meniskus Cembung dan Meniskus Cekung :

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya permukaan zat cair. Berdasarkan bentuk permukaan zat cair, meniskus dibedakan menjadi dua, yaitu meniskus cembung dan meniskus cekung. Meniskus cembung terjadi jika kohesi lebih besar daripada adhesi (kohesi > adhesi). Sedangkan meniskus cekung terjadi jika adhesi lebih besar daripada kohesi (adhesi > kohesi).

2.       Kapilaritas :

Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair di dalam pipa kapiler (pipa yang diameternya sangat kecil). Contoh peristiwa kapilaritas antara lain naiknya minyak tanah pada sumbu kompor, naiknya air dari akar ke daun pada tumbuhan melalui pembuluh xylem, Basahnya dinding dalam rumah ketika dinding luar basah terkena air, dll.  Permukaan zat cair (contohnya air dan raksa) pada bejana berhubungan yang memiliki pipa kapiler dapat dilihat pada gambar di bawah ini,

Sedangkan pada bejana berhubungan yang tidak memiliki pipa kapiler bila diisi dengan zat cair sejenis dan dalam keadaan diam, maka tinggi permukaan zat cair pada setiap bejana adalah sama. Keadaan itu disebut dengan “asas bejana berhubungan”.

3.       Tegangan Permukaan :

Tegangan permukaan merupakan kecenderungan zat cair untuk menegang sehingga pada permukaan zat cair seolah olah terdapat selaput atau lapisan yang tegang , sehingga dapat menahan benda. Hal ini terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair (kohesi). Beberapa contoh peristiwa tegangan permukaan diantaranya yaitu serangga air dapat berjalan di atas permukaan air, tetesan air pada permukaan daun talas berbentuk seperti bola, tetesan embun yang menempel di atas rumput berbentuk seperti bola, silet dapat mengambang dipermukaan air.

sifat n anomali air

Anomaly air

Definisi anomali air adalah sifat kekecualian air. Pada umumnya, suatu zat akan memuai jika dipanaskan dan akan menyusut jika didinginkan, tetapi air mempunyai sifat khas. Jika air dipanaskan antara suhu nol derajat celcius, sampai empat derajat celcius, volumnya akan menyusut. Hal ini karena molekul H2O dalam bentuk padat (es) penuh dengan rongga, sedangkan dalam bentuk cair (air) lebih rapat. Dengan demikian, pada saat dipanaskan, molekul H2O (es) akan merapat lebih dahulu, akibatnya volumnya menyusut. Oleh karena itu, es juga terapung di air.

Siang hari yang sangat cerah dua orang adik kakak memutuskan untuk membuat minuman dingin. Ketika itu pula sang adik bertanya, kenapa es bisa mengambang padahal benda padat?
Awalnya sulit membayangkan bahwa es lebih ringan dari air. Tapi itulah jawabannya, itu juga yang kemudian menjadi sifat penting dari air. Anomali air.
Sifat air berbeda dengan zat lainnya. Sebagian besar zat memuai saat dipanaskan sehingga menurunkan berat jenis.
Berat jenis diartikan sebagai berat suatu zat pada satuan volume tertentu yang dipengaruhi oleh suhu. Tapi air tidak mengikuti pola normal seperti yang lain. Pada saat air dipanaskan dari 0?C ke 4?C, volumenya turun. Hal ini menjadikan air memiliki berat jenis paling besar saat suhu 4?C. Setelah 4?C air akan berperilaku seperti biasa seperti zat lainnya, memuai ketika dipanaskan. Artinya es memiliki berat jenis lebih ringan dari air pada suhu 4?C. Sifat ini dikenal sebagai anomali air.
Sifat ini pula yang mempertahankan kehidupan bawah air saat musim dingin, di negara-negara 4 musim. Misalkan suatu kolam pada saat musim dingin awalnya suhunya lebih dari 4?C namun karena cuaca lebih dingin maka suhu air akan turun. Hal ini terjadi karena adanya kesetimbangan termal (energi berpindah dari satu ke yang lainnya), dalam hal ini tentunya suhu air yang lebih tinggi berpindah ke suhu lingkungan yang lebih rendah sampai mencapai suhu yang sama. Saat air kolam mencapai suhu 4?C maka karena berat jenisnya menjadi lebih besar sehingga air di permukaan bergerak turun dan digantikan oleh air yang lebih hangat yang berasal dari tempat yang di bawahnya. Proses itu terjadi terus-menerus sampai akhirnya seluruh suhu air di kolam mencapai 4?C. Setelah suhu 4?C maka suhu air yang berada di permukaan akan terus turun menuju 0?C yang artinya air itu membeku, sementara air yang berada di bawah tidak bergerak naik lagi karena air pada 4?C memiliki berat jenis yang paling besar. Saat air di permukaan membeku, air di bawahnya tetap tidak membeku.
Dengan sifat itu orang bisa bermain ski di atas kolam, sementara kehidupan kolam seperti ikan dan tumbuhan air tetap seperti biasa. Bayangkan bila air memiliki sifat seperti zat lainnya dan terjadi pembekuan total, tentu saja akan memusnahkan ekosistem bawah air. Lapisan es di permukaan juga berfungsi sebagai isolator (penghambat aliran panas) maka aliran panas dari bawah air tidak akan bergerak ke luar ke udara dingin di atas permukaan lapisan es. Dengan adanya keanehan sifat air yang mengagumkan ini maka kehidupan di Bumi ini masih bisa berlangsung sampai hari ini.
Anomali air lainnya adalah volume air padat (beku) lebih besar daripada air cair. Coba saja kita isi suatu wadah dengan air sampai penuh kemudian masukkan ke dalam freezer. Setelah air membeku bisa kita lihat bahwa es pada permukaannya menyembul keluar yang membuktikan volumenya bertambah. Dan hal ini pula yang menyebabkan pipa pecah saat air di dalamnya membeku.
Sifat – Sifat Air
B. Sifat – Sifat Air
1. Air Mengalir dari tempat yang tinggi menuju permukaan rendah
Air Mengalir dari tempat yang tinggi menuju permukaan rendah merupakan salah satu sifat dari air, Sedangkan untuk contoh penerapan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagi berikut, Tandon air dibuat lebih tinggi dari pipa air, Atap dibuat miring agar air dapat mengalir dari genting ke bawah, Saluran irigasi dibuat miring agar air dapat mengalir dengan lancar.
2. Air memberi tekanan
Air memberi tekanan maksudnya air akan memberikan tekanan kesegala arah apabila ada suatu lubang disetiap wadah airnya, Contohnya alat penyiram tanaman, air akan menekan kesegala arah melalui lubang air, Sedangkan tekanan yang diberikan oleh air bisa beragam tergantung dari letak lubangnya.
3. Kapilaritas
Kapilaritas adalah kemampuan zat cair untuk meresap melalui celah-celah kecil. Contohnya Kain yang dicelupkan sebagian pada bak yang diisi air, kain akan menyerap air karena kain memiliki celah-celah kecil, Kertas tisu yang digunakan untuk menyerap keringat dan air. Sedangkan contoh untuk bahan yang tidak dapat diserap air adalah plastik dan Alumunium foil kedua benda itu sangat kedap terhadap air sehingga proses kapilaritas tidak bisa berlaku.
4. Bentuk Permukaan air selalu tenang dan datar
Bentuk permukaan air selalu tenang dan datar contohnya jika kita menuangkan air kedalam ember maka kedudukan air akan datar, begitu pula jika ember di miringkan maka kedudukan air tetap datar.Water pas adalah contoh dari prinsip bahwa bentuk permukaan air selalu tenang dan datar.
5. Melarutkan Benda tertentu
Zat cair melarutkan benda tertentu contohnya garam, gula, dapat dilarutkan oleh air, sedangkan contoh zat yang tidak bisa larut dalam cair adalah tanah, pasir dan minyak. Fakor yang mempengaruhi suatupelarutan benda adalah suhu air yang tinggi akan lebih cepat melarutkan daripada suhu air yang rendah, Kecepatan mengaduk, mengaduk dengan cepat akan lebih cepat pula benda larut, Anomali air dimana pada suhu 4 derajat C volum air menyusut sampai terkecil namun bila suhu diturunkan kebawah 4 derajat C maka volumenya bertambah.

kalor

Radiasi

Kalor dapat berpindah dari suatu zat ke zat yang lain, JIKA TERDAPAT PERBEDAAN TEMPERATUR. Cara kalor berpindah umumnya terbagi menjadi 3 bagian,yaitu Radiasi, Konveksi dan Konduksi.Dibagian postingan ini, kita mulai dengan pembahasan tentang radiasi dulu.

Radiasi adalah perpindahan kalor dari dua sistem dalam keadaan ruang hampa TANPA zat yang dilaluinya ikut berpindah. contohnya adalah radiasi energi panasnya matahari menembus ruang hampa menuju bumi. tidak semua gelombang dapat melalui ruang hampa udara ini. salah satu nikmat Allah, setiap pagi cahaya matahri dengan sangat cepatnya tiba di bumi.Kita ketahui jarak yang ditempuh cahaya matahari ini, harus melewati ruang hampa antara Matahari dan bumi sejauh 149 juta km. Waa…w sangat jauh ya…beruntung para ilmuwan telah berhasil mengukur kecepatan cahaya ini sebesar 3 x 10^8 m/s atau cahaya matahari sanggup menempuh jarak 300ribu km setiap detiknya.

Tahukah anda dengan  greenhouse/rumah kaca? kalau kita masuk malam hari, kita masih bisa merasakan kehangatan, mengapa demikian? nah..inilah salah satu manfaat adanya radiasi kalor dari cahaya matahari. Prinsip kerjanya,  cahaya matahari memasuki ruangan menembus kaca. Sebagian  dari gelombang yang panjang gelombangnya besar memantul kembali ke ruangan, sedangkan cahaya dengan gelombang pendek tetap berada di ruangan. Akibatnya tanaman didalamnya terus menerus mendapatkan energi cahaya sepanjang siang dan malam.  Kita ketahui, cahaya matahari sangat berperan dalam peristiwa fotosintesis.

Pemanfaatan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari

Termos

Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara:

• permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,
• dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan
• ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi

Setrika

Setrika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator.

Panci Masak

Panci masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas.

Beras yang dimasukkan ke dalam panci berisi air dan diletakkan di atas kompor menyala, lama-kelamaan akan menjadi nasi. Api kompor mengeluarkan kalor yang berpindah dari panci ke air kemudian air menjadi panas dan memanaskan beras sehingga beras menjadi nasi. Kamu telah mengetahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu. Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah. Bagaimana kalor dapat berpindah? Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:

1. konduksi (hantaran),
2. konveksi (aliran), dan
3. radiasi (pancaran).

Perpindahan Kalor secara Konduksi

Cobalah membakar ujung besi dan ujung besi lainnya kamu pegang, setelah beberapa lama ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan terasa semakin panas. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa perpindahan dari ujung besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu pegang mirip dengan perpindahan buku yang kamu lakukan, di mana molekul-molekul besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor seperti ini dinamakan perpindahan kalor secara hantaran atau konduksi. Apakah setiap zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi? Ambillah sepotong kayu, kemudian ujung yang satu dipanaskan sedang ujung kayu yang lainnya kamu pegang. Apakah ujung yang kamu pegang terasa panas? Ternyata tidak panas. Hal ini berarti bahwa pada kayu tidak terjadi perpindahan kalor secara konduksi.

Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastic (jenis bukan logam). Bagaimana halnya dengan air? Termasuk konduktor atau isolatorkah air itu? Coba apa ada yang tahu?

Perpindahan Kalor secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui penghantar air. Kegiatan tersebut juga dapat digunakan untuk menjelaskan prinsip terjadinya angin darat dan angin laut.

• Angin Darat

Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.

• Angin Laut

Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut. Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan. Pemanfaatan konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain: pada sistem pendinginan mobil (radiator), pembuatan cerobong asap, dan lemari es.

Perpindahan Kalor secara Radiasi

Bagaimanakah energi kalor matahari dapat sampai ke bumi? Telah kita ketahui bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran. Contoh perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita rasakan lagi. Hal ini berarti tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena terhalang oleh penyekat itu. Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa: 

• dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang hampa;
• radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penutup yang dapat menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.

Definisi Kalor

Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, pada waktu memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik. Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat memanaskan air.

Sebelum abad ke-17, orang berpendapat bahwa kalor merupakan zat yang mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda tersebut bersentuhan atau bercampur. Jika kalor merupakan suatu zat tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan joule (J), sedang satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah:

1 kalori = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kalori

Kalor dapat Mengubah Suhu Benda

Apa yang terjadi apabila dua zat cair yang berbeda suhunya dicampur menjadi satu? Bagaimana hubungan antara kalor terhadap perubahan suhu suatu zat? Adakah hubungan antara kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan oleh suatu zat? Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya. Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1 °C. Sebagai contoh, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter.

Tabel beberapa kalor jenis zat

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda bergantung pada:

• massa benda (m)
• jenis benda / kalor jenis benda (c)
• perubahan suhu (Δt )

Oleh karena itu, hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan.

Keterangan:
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg °C)
Δt = Perubahan suhu (°C)

Kalor dapat Mengubah Wujud Zat
Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan dalam skema berikut.

Keterangan:
1 = mencair/melebur
2 = membeku
3 = menguap
4 = mengembun
5 = menyublim
6 = mengkristal

Menguap (terjadi perubahan suhu)
Apakah pada waktu zat menguap memerlukan kalor? Dari manakah kalor itu diperoleh? pada waktu air dipanaskan akan tampak uap keluar dari permukaan air. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pada waktu menguap zat memerlukan kalor. Jika air dipanaskan terus-menerus, lama-kelamaan air tersebut akan habis. Habisnya air akibat berubah wujud menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut menguap, yaitu perubahan wujud dari cair ke gas, karena molekul-molekul zat cair bergerak meninggalkan permukaan zat cairnya. Pada peristiwa menguap terjadi perubahan suhu, oleh karena itu berlaku:

Sama halnya pada peristiwa membeku, melebur, dan mengembun.

Mendidih (tidak mengalami perubahan suhu, namun terjadi perubahan wujud)
Mendidih adalah peristiwa penguapan zat cair yang terjadi di seluruh bagian zat cair tersebut. Peristiwa ini dapat dilihat dengan munculnya gelembung-gelembung yang berisi uap air dan bergerak dari bawah ke atas dalam zat cair. Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Karena tidak terjadi perubahan suhu, maka besarnya kalor uap dapat dirumuskan:

Keterangan:
Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule)
m = massa zat (kg)
U = kalor uap (joule/kg)

Tabel beberapa kalor uap zat

Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap.

Kalor dan Perubahan Wujud

Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan. Suhu adalah ukuran rata -rata energi kinetik partikel dalam suatu benda. Kalor yang diberikan dalam sebuah benda dapat digunakan untuk 2 cara, yaitu untuk merubah wujud benda atau untuk menaikkan suhu benda itu. Besar kalor yang diberikan pada sebuah benda yang digunakan untuk menaikkan suhu tergantung pada :

• massa benda
• kalor jenis benda
• perbedaan suhu kedua benda

Secara matematis persamaan dapat ditulis dengan :Q = m.c.Δt Sedangkan bila kalor yang diberikan digunakan untuk merubah wujud zat/benda, maka kalor yang diberikan tergantung pada massa benda saja, sesuai dengan per samaan : Q = m. L.

Setiap benda pada umumnya mempunyai 3 bentuk/fase, yaitu padat, cair dan gas. Perubahan wujud yang terjadi pad ketiga bentuk benda itu adalah : membeku, melebur, mencair, mengembun, menyublim, deposisi dan menguap seperti gambar di bawa h ini. Sedangkan di bawah digambarkan diagram fase pada air.

Beberapa zat tidak selalu memuai ketika dipanaskan, contohnya air pada suhu 0ºC – 4ºC. Pada suhu tersebut air akan menyusut ketika dipanaskan dan men capai volume minimum pada suhu 4ºC. Sehingga pada suhu tersebut es mencapai massa jenis maksimum. Di atas 4ºC, air akan memuai lagi bila dipanaskan. Peristiwa sifat pemauaian air yang tidak teratur ini disebut dengan peristiwa anomali air. Zat lain yang mempunyai sifat seperti ini adalah parafin dan bismuth.  Padat Gas Cair mengembun menguap

2. Pemuaian

Jika sebuah benda dipanaskan/diberikan kalor, maka partikel  partikel dalam benda itu akan bergetar lebih kuat sehingga saling menjauh. Sehingga ukuran benda akan menjadi lebih besar. Kita katakan bahwa benda itu memuai. Pemuaian dapat terjadi baik pada benda padat, cair maupun gas.

a)  Pemuaian Panjang

Pada pemuaian panjang dianggap bahwa benda mempunyai luas penampang yang kecil, sehingga ketika dipanaskan hanya memuai pada arah panjangnya saja. Besarnya pertambahan panjang sebuah benda yang dipanaskan adalah berbanding lurus dengan :

panjang mula-mula benda

kenaikan suhu

Secara matematis dituliskan :

ΔL = L. t

Sedangkan panjang benda setelah dipanaskan adalah :

Lt = Lo + ΔL

b)                  Pemuaian Luas

Pada pemuaian luas, pemuaian terjadi pada arah melebar pada sisi panjang dan lebar benda. Analog dengan pemuaian panjang, pada pemuaian luas berlaku persamaan :

A = Ao. . Δt dimana berlaku hubungan : = 2

At = Ao + A

c)                  Pemuaian Volume

Pemuaian volume biasanya terjadi pada zat cair dan gas. Pemuaian ini terjadi pada arah memanjang, melebar dan meninggi. Analog dengan pemuaian panjang, persamaan pada pemuaian volume adalah :

V = Vo. . Δt dimana berlaku hubungan : = 3

Vt = Vo + V

3. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :

1. konduksi,

2. konveksi dan

3. radiasi

1. Konduksi

Adalah proses perpindahan kalor yang terjadi tanpa disertai dengan perpin dahan, partikel-partikel dalam zat itu, contoh : zat padat (logam) yang dipanaskan.

Berdasarkan kemampuan kemudahannya menghantarkan kalor, zat dapat dibagi menjadi : konduktor yang mudah dalam menghantarkan kalor dan isolator yang lebih sulit dalam menghan tarkan kalor. Contoh konduktor adalah aluminium, logam besi, dsb, sedangkan contoh isolator adalah plastik, kayu, kain, dll.

Besar kalor yang mengalir per satuan waktu pada proses konduksi ini tergantung pada :

Berbanding lurus deng an luas penampang batang

Berbanding lurus dengan selisih suhu kedua ujung batang, dan

Berbanding terbalik dengan panjang batang

2. Konveksi

Adalah proses perpindahan kalor yang terjadi yang disertai dengan perpindahan pergerakan fluida itu sendiri. Ada 2 jenis konveksi, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah pergerakan fluida terjadi karena perbedaan massa jenis, sedangkan pada konveksi paksa terjadinya pergerakan fluida karena ada paksaan dari luar. Contoh konveksi alamiah : nyala lilin akan menimbulkan konveksi udara disekitarnya, air yang dipanaskan dalam panci, terjadinya angin laut dan angin darat, dsb. Contoh konveksi paksa : sistim pendingin mobil, pengering rambut, kipas angin, dsb. panas dingin Besar laju kalor ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida di sekitarnya adalah berbanding lurus dengan luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida dan perbedaan suhu antara benda dengan fluida.

3. Radiasi

Adalah perpindahan kalor dala m bentuk gelombang elektromagnetik, contoh : cahaya matahari, gelombang radio, gelombang TV, dsb.

Berdasarkan hasil eksperimen besarnya laju kalor radiasi tergantung pada : luas permukaan benda dan suhu mutlak benda seperti dinyatakan dalam hukum Stefan- Boltzman berikut ini : Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan benda hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu sebanding dengan luas permukaan benda (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan benda itu.

4. Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca, pertama kali ditemukan oleh Joseph Fourier pada 1824, merupakan sebuah proses di mana atmosfer memanaskan sebuah planet. Mars, Venus, dan benda langit beratmosfer lainnya (seperti satelit alami Saturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca, tapi artikel ini hanya membahas pengaruh di Bumi.

Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat juga pemanasan global). Yang belakang diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.

Penyebab. Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfe r. Kenaikan konsentrasi gas CO 2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan -tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.

Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bu mi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi.

Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO 2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda. Selain gas CO 2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah su lfur dioksida (SO2), nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana (CH 4) dan khloro fluoro karbon (CFC).

Gas -gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca. Gas Kontribusi Sumber emisi global % CO2 45-50% Batu bara 29 Minyak Bumi 29 Gas alam 11 Penggundulan hutan 20 lainnya 10 CH4 10-20%

Dampak pemanasan global

Menurut perkiraan, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu bumi rata-rata 1-5°C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5°C sekitar tahun 2030 .

Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO 2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat. Mekanisme terjadinya efek rumah kaca adalah sebagai berikut (gambar 1). Bumi secara konstan menerima energi, kebanyakan dari sinar matahari tetapi sebagian juga diperoleh dari bumi itu sendiri, yakni melalui energi yang dibebaskan dari proses radioaktif (Holum, 1998:237). Sinar

tampak dan sinar ultraviolet yang dipancarkan dari matahari. Radiasi sinar tersebut sebagian dipantulkan oleh atmosfer dan sebagian sampai di permukaan bumi. Di permukaan bumi sebagian radiasi sinar tersebut ada yang dipantulkan dan ada yang

diserap oleh permukaan bumi dan menghangatkannya. Akibat meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon di oksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung -gunung es di daerah kutub yang

dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

5. Azas Black

Teori kalorik menyatakan bahwa setiap benda mengandung sejenis zat alir (kalorik) yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Teori ini diperkena lkan oleh Antoine Lavoiser. Teori ini juga menyatakan bahwa benda yang suhunya tinggi mengandung lebih banyak kalor dari pada benda yang suhunya rendah. Ketika kedua benda disentuhkan, benda yang suhunya tinggi akan kehilangan sebagian kalor yang diberikan kepada benda bersuhu rendah. Akhirnya para ilmuwan mengetahui bahwa kalor sebenarnya merupakan ssalah satu bentuk energi.

Karena merupakan energi maka berlaku prinsip kekekalan energi yaitu bahwa semua bentuk energi adalah ekivalen (setara) dan ketika sej umlah energi hilang, proses selalu disertai dengan munculnya sejumlah energi yang sama dalam bentuk lainnya.

Kekekalan energi pada pertukaran kalor pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Inggris Joseph Black dengan pernyataan : kalor yang dilepaskan o leh air panas (Qlepas) sama dengan kalor yang diterima air dingin (Q terima). Secara matematis pernyataan tersebut dapat ditulis dengan : Qlepas = Qterima

Kalorimeter Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter yang paling banyak digunakan adalah kalorimeter aluminium. Alat ini dirancang sehingga pertukaran kalor tidak terjadi diluar bejana. Untuk mengurangi radiasi kalor dan kehilangan kalor karena penyerapan dinding bejana, maka kedua dinding bejana bagian dalam dan luar dibuat mengkilap.

Cincin serat fiber yang memisahkan kedua bejana  Suhu (ºC) tutup kayu adalah penghantar panas yang jelak. Ruang antara kedua dinding bejana berisi udara yang berfungsi sebagai isolator kalor sebab udara adalah penghantar kalor yang jelek.

Sebuah bahan contoh panas yang kalor jenisnya diketahui dicelupkan ke dalam air dingin yang terdapat dalam bejana bagian dalam. Kalor jenis zat dapat dihitung dengan mengukur massa air dingin, massa bahan contoh, massa kalorimeter (bejana dalam) dan mengukur suhu air dan bahan contoh sebelum dan sesuah pencampuran.

PERBEDAAN SUHU DAN KALOR

Kalor merupakan suatu bentuk energi yang besarannya dapat diukur menggunakan suatu pengukur suhu. Terdapat 4 jenis satuan suhu yang dipakai di seluruh dunia, Celcius, Reamur, Farenheit, dan Kelvin. Satuan Internasional untuk satuan suhu adalah Kelvin.

Suhu sendiri merupakan suatu pengukuran yang digunakan untuk menunjukan seberapa banyak energi panas yang ada pada suatu tempat. Ingat !! yang diukur adalah seberapa panas tempat tersebut bukannya seberapa dingin. Panas dapat diukur tetapi dingin tidak dapat diukur !!

Sebagaimana halnya Energi pada umumnya, maka energi kalor atau energi panas dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lain. Contohnya terjadi pada pembangkit listrik tenaga panas bumi, yang mengubah energi panas menjadi energi listrik.

Dengan energi kalor kita bahkan dapat mengubah wujud suatu zat. Seperti contohnya, lilin yang dipanasi lama kelamaan akan meleleh, hal ini berarti panas mengubah wujud lilin yang tadinya padat menjadi cair. Contoh lain terjadi ketika kita merebus air, jika air kita panaskan secara terus menerus maka lama kelamaan air akan menguap menjadi uap air, hal ini mengubah bentuk air yang berbentuk cairan menjadi uap air yang berbentuk gas.

Apa dengan perpindahan Kalor ??

Seperti yang kita ketahui bersama, bahwa yang namanya Kalor itu adalah berupa suatu energi. Dimana berdasar hukum kekekalan energi, energi dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke energi lain Sekarang kita bahas tentang energi kalor atau energi panas. Perpindahan Kalor adalah suatu proses perpindahan energi panas pada suatu zat atau dari satu zat ke zat lain. Kalor dapat berpindah dapat melalui suatu zat perantara maupun tanpa zat perantara, zat perantara yang dapat menghantarkan kalor disebut dengan konduktor, sedangkan yang tidak dapat menghantarkan panas disebut dengan isolator.

Perpindahan kalor dapat melalui tiga cara :

1.      Konduksi.

2.      Konveksi

3.      Radiasi

Sekarang mari kita lihat penjelasan dari ketiga cara tersebut.

1.                             Konduksi : Merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah sedangkan zat perantaranya tidak bergerak.

2.                             Konveksi : Merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah dan zat perantaranya juga bergerak.

3.                             Radiasi : Merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah dari satu tempat ke tampat lain tanpa dibutuhkan zat perantara.