Kalor yang Dibutuhkan untuk Mendidihkan Zat Bergantung pada Massa dan Jenis Zat

Kalor Lebur

Semakin banyak massa suatu zat, semakin besar pula kalor yang diperlukan untuk meleburkannya. Hal tersebut menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan untuk meleburkan suatu zat bergantung pada massanya.

Apakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan zat juga bergantung pada jenisnya? Telah dilakukan percobaan peleburan antara alkohol beku dan es dengan massa yang sama. Diperoleh bahwa kalor yang diperlukan oleh es untuk melebur lebih besar dibandingkan kalor yang diperlukan alkohol.

Hal ini menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan untuk melebur bergantung pada jenis zat. Setiap jenis zat memiliki kalor lebur yang berbeda-beda. Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah wujudnya dari padat menjadi cair pada titik leburnya. Titik lebur adalah suhu suatu zat pada saat zat mulai mencair.

Adapun kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk membeku pada titik bekunya disebut kalor beku. Besarnya kalor beku sama dengan kalor lebur dan titik bekunya sama dengan titik leburnya. Secara matematis, dituliskan sebagai berikut.

Q = m . L

dengan:

Q = jumlah kalor yang diperlukan (J)

m = massa zat (kg)

L = kalor lebur (J/kg)

Suatu percobaan telah dilakukan untuk mendapatkan titik lebur dan kalor lebur beberapa jenis zat, seperti pada berikut.

Kalor yang Dibutuhkan untuk Mendidihkan Zat Bergantung pada Massa dan Jenis Zat

Semakin banyak massa zat, semakin lama untuk mendidihkannya. Hal ini disebabkan banyak partikel zat yang harus diubah menjadi gas sehingga semakin banyak kalor yang diberikan untuk mendidih. Apakah untuk mendidihkan zat yang berbeda memerlukan jumlah kalor yang berbeda pula?

Air memiliki titik didih yang lebih besar dibandingkan dengan alkohol. Jadi, air lebih banyak membutuhkan kalor daripada alkohol untuk mencapai suhu tertentu. Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa kalor sebanding dengan massa benda. Begitu pula kalor yang digunakan untuk mendidihkan suatu zat akan sebanding dengan massa zat tersebut. Selain itu, kalor yang digunakan untuk mendidihkan suatu zat bergantung pada jenis zat tersebut. Jenis zat ini akan menentukan titik didihnya, yaitu suhu di mana suatu zat berubah wujud dari zat cair menjadi gas pada tekanan 1 atm.

Titik didih suatu zat sama dengan titik embunnya, yaitu di mana terjadi proses pengembunan atau perubahan wujud dari gas menjadi cair. Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 kg zat pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Besar kalor uap selalu sama dengan kalor embun, yakni kalor yang diperlukan untuk mengembunkan 1 kg zat gas.

Secara matematis, hubungan antara kalor yang di butuhkan untuk mendidihkan suatu zat dengan massanya ditulis sebagai berikut.

Q = m . U

dengan: Q = banyaknya kalor yang diperlukan (J)

m = massa zat (kg)

U = kalor uap (J/kg)

Dari hasil percobaan, diperoleh beberapa titik didih zat cair yang diperlihatkan pada berikut.

Tabel tersebut memperlihatkan bahwa zat yang berbeda memiliki titik didih yang berbeda pula. Di antara berbagai jenis zat cair, air memiliki titik didih yang relatif besar daripada zat cair lainnya sehingga air sering digunakan sebagai pendingin benda-benda yang memiliki titik didih di atas 100°C.

Zat Melepaskan Kalor pada Saat Mengembun

Kamu telah mengetahui bahwa pada saat menguap, zat membutuhkan kalor. Bagaimanakah jika proses tersebut berlangsung sebaliknya? Untuk mengetahuinya, dapat dilakukan dengan cara mengisi gelas dengan air panas, kemudian diamkan beberapa saat lalu lihatlah di balik tutup gelas tersebut. Apa yang terjadi?

Di balik tutup gelas terdapat titik-titik air hasil pengembunan. Hal tersebut terjadi karena beberapa molekul air panas yang berupa gas mengalami pendinginan. Perlahan-lahan gas tersebut berubah wujud menjadi cair yang berupa tetesan-tetesan air. Kalor pada uap (gas) terlepas sehingga gerak molekul  yang semula cepat berubah menjadi lambat. Akibatnya, uap air menjadi cair. Adanya proses pendinginan (penurunan suhu) pada pengembunan menunjukkan zat melepaskan kalor.

Zat Membutuhkan Kalor untuk Menguap

Kamu telah mengetahui bahwa kalor dapat mengubah wujud zat. cara untuk membuktikan bahwa pada saat menguap zat membutuhkan kalora dalah dengan meneteskan spritus di tangan.

Pada saat spiritus diteteskan, tanganmu akan terasa dingin karena spiritus cepat menguap. Penguapan terjadi karena molekul-molekul zat meninggalkan permukaannya. Penguapan zat membutuhkan kalor. Kalor yang diperlukan spiritus untuk menguap diambil dari kulit tanganmu sehingga tangan terasa dingin. Untuk lebih memperkuat pemahamanmu bahwa pada penguapan dibutuhkan kalor, kita contohkan pada saat memasak air.

Pada saat memasak air dapat diamati bahwa pemanasan akan mengakibatkan molekul-molekul zat cair melepaskan diri dari permukaaan zat cair. Proses ini dinamakan dengan penguapan, yaitu proses perubahan wujud zat cair menjadi gas. Ini menunjukkan bahwa penguapan membutuhkan kalor.

Pembahasan materi mengenai kalor telah selesai. Untuk menguji pemahaman anda, dapat menjawab kuis berikut ini....

KUIS BAB KALOR