Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Diposting pada

Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal) – Suhu sangat berhubungan erat dengan kalor. Meski memiliki pengertian dan konsep berbeda tapi keduanya dirangkum menjadi satu materi. Dua unsur tersebut menjadi elemen penting karena bersinggungan langsung dengan kehidupan manusia. Materi kalor dan suhu bisa kalian temukan dengan mudah pada pembelajaran fisika, kimia, sampai matematika. Biasanya guru akan mengajarkan rumus perpindahan kalor dan suhu semenjak siswa berada di bangku SMP.

Apakah kamu tahu apa pengertian suhu? Bagaimana rumus suhu? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal suhu? Apa pengertian kalor? Bagaimana rumus kalor? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal kalor? Apabila membahas tentang suhu tentunya kita menemukannya pada fenomena kecil seperti panasnya api, teriknya matahari, es yang dingin dan sebagainya. Fenomena fenomena yang terjadi ini disebabkan oleh adanya suhu. Lalu bagaimana dengan adanya kalor itu?

Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)
Suhu dan Kalor

Materi suhu dan kalor tentunya memiliki pengertian dan rumus yang berbeda. Materi ini membahas tentang pengertian suhu, pengertian kalor, rumus suhu, rumus kalor, contoh soal suhu dan contoh soal kalor. Apakah anda pernah berada di dekat api atau memegang es? Apa yang anda rasakan? Anda akan merasakan panas ataupun dingin ketika melakukan hal tersebut. Peristiwa seperti ini dapat terjadi karena adanya suhu. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan suhu pada dua objek.

Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Biasanya suhu sebuah benda dapat diukur dengan menggunakan alat bernama termometer. Dalam termometer ini terdapat air raksa yang memiliki kelebihan lebih banyak jika dibandingkan dengan beberapa zat cair lainnya. Termometer memiliki satuan dalam bentuk derajat. Hal ini berbeda dengan adanya kalor. Kalor tersebut dapat ditemukan didekat sumber api. Kemudian api akan memancarkan panas yang lama kelamaan dapat kita rasakan panas tersebut. Fenomena pemancaran panas pada api tersebut dapat dinamakan dengan kalor. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang materi suhu dan kalor beserta pengertian suhu, pengertian kalor, rumus suhu, rumus kalor, contoh soal suhu dan contoh soal kalor.

Suhu dengan kalor merupakan dua hal yang berbeda. Perbedaan suhu dan kalor ini terletak pada pengertian dan rumus di dalamnya. Suhu sendiri dapat diartikan sebagai ukuran yang digunakan untuk menjelaskan tersimpannya energi panas dalam sebuah benda. Suhu yang tinggi pada suatu benda artinya energi panas yang dimiliki tinggi dan sebaliknya. Sedangkan pengertian kalor ialah terjadinya perpindahan energi panas pada sebuah benda yang suhunya tinggi menuju benda dengan suhunya rendah.

Baca juga : Rumus Gerak Vertikal ke Bawah dan Contoh Soal

Dari pengertian suhu dan kalor di atas tentunya kita tahu letak perbedaan materi suhu dan kalor tersebut. Saat sebuah benda mengalami perbedaan suhu, maka benda tersebut memiliki kalor yang bergerak dari suhu yang tinggi menuju suhu rendah. Benda yang memiliki kalor ini akan membuat molekulnya bergerak lebih cepat sehingga banyak terjadi tumbukan dengan molekul pada benda lainnya.  

Pengukuran Suhu

Setelah memahami perbedaan suhu dan kalor tersebut, kemudian saya akan membahas tentang pengukuran pada suhu. Sebuah benda dapat diukur suhunya menggunakan termometer. Termometer ini menggunakan sifat termometrik yang ada pada sebuah benda. Sebuah benda akan diukur suhunya dengan menggunakan beberapa satuan. Satuan suhu yang digunakan tersebut dapat berupa Farenheit, Kelvin, Celcius dan Reamur. Berikut penjelasan selengkapnya:

Celcius

Satuan pengukuran suhu yang pertama ialah celcius. Pengertian celcius ialah skala pengukuran yang asalnya dari nama penemunya Andreas Celcius dengan simbol berupa huruf C. Jenis satuan suhu ini banyak digunakan oleh negara negara di dunia. Rentang skala celcius yang dimiliki dapat berupa titik beku air di 0°C yang paling bawah dan titik didih air 100°C yang paling atas. Maka dari itu rentang satuan Celcius pada pengukuran suhu tersebut ialah 0 – 100°C.

Farenheit

Dalam materi suhu dan kalor tersebut adapula jenis pengukuran suhu yang menggunakan satuan farenheit. Satuan suhu tersebut banyak digunakan oleh negara Kanada, beberapa negara Eropa, Inggris dan Amerika. Rentang skala farenheit yang dimiliki dapat berupa titik beku air di 32°F yang paling bawah dan titik didih air 212°F yang paling atas. Maka dari itu rentang satuan Farenheit dalam skala 180 pada pengukuran suhu tersebut ialah 32 – 212°F.

Reamur

Selain pengertin suhu dan kalor di atas, adapula pengukuran suhu dengan satuan reamur. Rentang skala reamur yang dimiliki dapat berupa titik beku air di 0°R yang paling bawah dan titik didih air 80°R yang paling atas. Maka dari itu rentang satuan Reamur dalam skala 80 pada pengukuran suhu tersebut ialah 0 – 80°F.

Kelvin

Jenis pengukuran suhu selanjutnya ialah kelvin. Jenis satuan ini tercantum dalam sistem SI (Satuan Internasional). Kelvin digunakan untuk dasar pedoman pengukuran suhu lainnya karena tidak bernilai negatif, sedangkan ketika hasil pengukuran lainnya mempunyai nilai negatif.  Rentang skala kelvin yang dimiliki dapat berupa titik beku air di 0 K yang paling bawah dan titik didih air 273 K yang paling atas. Maka dari itu rentang satuan Kelvin pada pengukuran suhu tersebut ialah 0 – 273 K.

Perpindahan Kalor

Selain pengertian suhu dan pengertian kalor di atas, adapula materi suhu dan kalor yang menjelaskan tentang perpindahan kalor. Kalor yang berpindah ini dapat kita jumpai ketika sendok besi didekatkan dengan sumber panas dan ketika kita pegang, lama kelaman akan terasa panas. Hal ini dikarenakan kalor merambat pada sebuah benda. Adapun jenis jenis perpindahan kalor dalam Fisika tersebut yaitu:

  • Konduksi adalah perindahan panas tanpa melewati perpindahan materi dari satu benda menuju benda lain yang bersentuhan. 
  • Konveksi adalah perpindahan panas melewati perpindahan materi dari satu benda ke benda lain.
  • Radiasi adalah perpindahan panas melalui pancaran gelombang elektromagnetik dari satu benda menuju benda lain.

Baca juga : Rumus Gerak Vertikal ke Atas dan Contoh Soal

Rumus Suhu dan Kalor

Materi suhu dan kalor tidak hanya membahas tentang pengertian suhu, pengertian kalor, pengukuran suhu dan perpindahan kalor saja. Namun adapula pembahasan mengenai rumus kalor dan suhu. Di bawah ini terdapat rumus pengukuran suhu, rumus pada kalor dan rumus pada konveksi, konduksi serta radiasi. Berikut penjelasan selengkapnya yaitu:

Rumus Suhu

Untuk melakukan pengukuran suhu tentunya harus disesuaikan dengan karakteristik pada setiap alat ukurnya. Contohnya apabila pengukuran suhu awalnya menggunakan termoeter Reamur dan pengukuran selanjutnya ingin menggunakan termometer Celcius. Maka nilai suhu yang diketahui dapat dimasukkan menggunakan titik atas dan titik bawah pada termometernya. Kemudian pengerjaannya dapat menggunakan rumus seperti di bawah ini:

Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Keterangan:
Xa = Titik tetap atas pada termometer X
Xb = Titik tetap bawah pada termometer X
Tx = Suhu termometer X
Ya = Titik tetap atas pada termometer Y
Yb = Titik tetap bawah pada termometer Y
Ty = Suhu termometer Y

Pengukuran suhu yang menggunakan termometer bersatuan Celcius dapat diubah menjadi satuan Reamur, Kelvin dan Farenheit. Untuk melakukan perubahan satuan tersebut, kita dapat menggunakan rumus seperti berikut:

Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Rumus Kalor

Selain pengertian suhu, pengertian kalor dan rumus suhu di atas. Selanjutnya saya akan membagikan rumus pada kalor dalam materi suhu dan kalor. Nilai kalor dapat ditentukan menggunakan rumus seperti di bawah ini:

Q = mcΔT

Keterangan:
Q = Kalor zat (Joule)
m = Massa zat (Kg)
c = Kalor jenis zat (J/kgK)
ΔT = Perpindahan suhu atau perubahan suhu (K)

Konduksi, Konveksi dan Radiasi

Di bawah ini terdapat rumus konduksi, rumus konveksi dan rumus radiasi yaitu sebagai berikut:

Konduksi : Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)
Konveksi : Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)
Radiasi : Materi Suhu dan Kalor (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

Keterangan:
Q = Kalor zat (Joule)
t = Waktu perpindahan kalor
k = Konduktivitas termal suatu zat (W/mK)
A = Luas penampang konduktor (m²)
ΔT = Perpindahan suhu atau perubahan suhu (K)
L = Panjang konduktor
h = Koefisien konveksi zat (W/m²K)
σ = Konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10‾⁸ (W/m²K⁴)
e = Emisivitas benda (benda hitam e = 1)
T = Perpindahan suhu atau perubahan suhu (K)

Contoh Soal Suhu dan Kalor

Setelah menjelaskan tentang pengertian suhu, pengertian kalor, rumus suhu dan rumus kalor di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh soal materi suhu dan kalor tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya yaitu:

Dika mencampur 2 kg air yang suhunya 120ºC dengan 6 kg air bersuhu 60ºC. Tentukan suhu akhir pada campuran tersebut?

Pembahasan.
Diketahui : m1 = 2 kg, T1 = 120ºC, m2 = 6 kg; T2 = 60ºC; c1 = c2 = c
Ditanyakan : Tm = ?
Jawab.
Contoh soal suhu dan kalor tersebut dapat diselesaikan dengan cara seperti berikut:
                   Q lepas = Q terima
m1 . c1 . (T1 – Tm) = m2 . c2 . (Tm – T2)
    2 . c . (120 – Tm) = 6 . c . (Tm – 60)
              (120 – Tm) = 3(Tm – 60)
                 120 – Tm = 3Tm – 180
                         4Tm = 300
                           Tm = 75°C
Jadi suhu akhir pada campuran tersebut ialah 75°C.

Sekian penjelasan mengenai materi suhu dan kalor beserta pengertian suhu, pengertian kalor, rumus suhu, rumus kalor, contoh soal suhu dan contoh soal kalor. Suhu dan kalor merupakan dua hal yang sangat berbeda. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.