Pernahkah anda melakukan kegiatan mencampurkan air panas dengan
air biasa? Mengapa lama-kelamaan suhu air panas tersebut perlahan-lahan turun
seiring dengan banyaknya air biasa yang dicampurkan? Atau pernahkah anda merasakan
saat berlama-lama di dalam ruangan ber-AC lalu setelah keluar anda merasakan
udara di luar sangat panas namun lama-kelamaan rasa panas itu hilang dengan
sendirinya? Mengapa hal itu bisa terjadi? Semua fenomena ini akan banyak
ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari yang hampir tiap waktu kita rasakan.
Fenomena ini mungkin terasa sudah biasa kita rasakan, namun adakah yang
mengetahui apa yang sebenarnya terjadi pada kejadian tersebut? Oleh karena
alasan tersebut maka kali ini kita akan membahas mengenai teori Joseph
Black mengenai kalor dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Joseph Black adalah seorang fisikawan yang lahir pada 16 april
1728 dan meninggal pada 16 Desember 1799 dimana pada tahun 1760 ia mengemukakan
pertama kalinya tentang Azas Black dimana ia menyatakan bahwa "Pada
pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi
sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"
dimana teori ini dapat dirumuskan sebagai berikut;
Q_lepas = Q_terima
Keterangan:
Qlepas = jumlah kalor yang dilepas oleh zat
Qterima = jumlah kalor yang diterima oleh zat
Dilihat dari persamaan di atas dan teori yang disampaikan oleh Joseph
Black dapat ditemukan hubungan - hubungan seperti berikut;
1.
Jika
dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas memberi
kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama.
2.
Jumlah
kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda
panas .
3.
Benda
yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila
dipanaskan.
Hubungan-hubungan ini akan menjawab dua fenomena di atas,
mengapa air panas saat dicampur dengan air biasa lama-kelamaan suhunya menjadi
turun? Dan mengapa saat kita keluar dari rungan ber-AC, kita akan merasakan
panas yang lebih dari biasanya namun lama-kelamaan panas yang kita rasakan
perlahan-lahan menghilang. Hal ini dapat dijelaskan dengan Azas Black yang
menyatakan bahwa "kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima",
pada fenomena pertama dimana suhu air panas yang tinggi lama-lama akan menjadi
seimbang atau sama dengan suhu air biasa karena air biasa akan menerima kalor
yang sama dengan kalor yang dilepaskan oleh air panas sehingga dalam hal ini
akan terjadi keseimbangan termal. Lalu pada fenomena kedua rasa panas yang
dirasakan saat keluar dari rungan ber-AC lama-kelamaan akan hilang karena suhu
tubuh akan selalu menyesuaikan dengan keadaan sekitarnya. Jadi pada kasus ini,
pada saat keluar dari rungan ber-AC kulit akan menerima kalor dari luar hingga
suhu badan menjadi setara dengan suhu di luar dan akhir kembali terjadi
keseimbangan termal.
Perpindahan kalor dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang
suhunya yang lebih rendah ini sebenarnya dapat diukur dengan menentukan
perubahan suhu pada zat tersebut. Salah satu cara yang digunakan untuk mengukur
disebut dengan "cara mencampurkan". Cara ini didasarkan atas suatu
Azas yang menyatakan bahwa bila dua zat yang berbeda suhunya disentuhkan
(dicampurkan) maka pada akhirnya suhu kedua zat itu akan menjadi sama. Alat
yang digunakan untuk mnegukur pertukaran kalor antara zat-zat yang dicampur
adalah calorimeter.
Secara umum kalorimeter biasanya digunakan untuk mengukur kalor
jenis suatu zat , jika salah satu kalor jenis suatu zat diketahui maka kalor
jenis yang lain dapat ditentukan menggunakan hukum kekalan energi (Azas Black).
Dalam menentukan kalor jenis suatu logam secara eksperimen dengan metode
mencampur, logam sampel yang massanya diketahui yang telah dipanaskan sampai
dengan suhu tertentu lalu dicelupkan ke dalam air yang suhunya yang lebih
rendah. Setelah tercapai kesetimbangan, air di dalam kalorimeter mendapat kalor
yang dilepas oleh logam. Kenyataan ini dinyatakan dengan persamaan:
Dengan:
M = massa logam (gram)
c = kalor jenis logam sampel
t1 = suhu logam sebelumnya
mencapai kesetimbangan
mencapai kesetimbangan
t2 = suhu awal air dan calorimeter
m = massa air
m1 = massa cawan calorimeter
Tidak ada komentar:
Posting Komentar