Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Istilah panas & temperatur sering kali membingungkan & tertukar, padahal keduanya merupakan hal yg berbeda. Heat dalam bahasa inggris sering kali diterjemahkan sebagai “panas”. Hal ini tidaklah keliru, namun akan membingungkan sebab kata Hot juga diterjemahkan sebagai “panas”. Heat & Hot merupakan hal yg sangat berbeda, oleh sebab itu untuk membedakannya maka dalam artikel ini dipakai kata kalor sebagai terjemahan dari kata heat.
Panas & cuek merupakan kata sifat yg sangat relatif. Contohnya ruangan ber-AC itu dingin. Akan tetapi, kalau dibandingkan dengan freezer maka ruangan ber-AC itu panas. Kulit insan sanggup mencicipi panas / cuek sehingga insan sanggup memilih mana benda-benda yg panas / dingin. Namun, indera yg yg dimiliki oleh manusa juga sangat relatif, berbeda satu oang dengan yg lainnya. Oleh karenaya diperlukan suatu besaran yg sanggup dikuantifikasi besarnya, yaitu temperatur.
Temperatur merupakan suatu besaran yg mengatakan sebarapa panas / cuek suatu objek. Jika temperatur suatu benda lebih tinggi dibandingkan dengan benda lain, maka benda tersebut dikatakan lebih panas. Alat ukur / sensor diperlukan untuk mengetahui tinggi rendahnya temperatur. Beberapa jenis sensor temperatur yg umum dipakai yaitu termoemeter raksa/alkohol, Thermocouple, Termistor, RTD, dll.
Kalor yaitu bentuk energi yg sanggup berpindah secara alami sebab a&ya perbedaan temperatur, dari temperatur yg tinggi ke temperatur yg rendah. Suatu benda yg sanggup menyerap kalor harus mempunyai temperatur yg lebih rendah dibandingkan benda lainnya. Sebaliknya benda yg melepaskan kalor harus mempunyai temperatur yg lebih tinggi dibandingkan dengan benda lainnya. A&ya absorpsi & pelepasan kalor sanggup mengakibatkan dua hal, yaitu naik/turunnya temperatur (kalor sensible) / perubahan2 fasa (kalor laten).
Kalor Sensibel & Kalor Jenis
Secara fisis untuk menaikkan temperatur suatu zat maka diperlukan kalor yg besarnya sebanding dengan massanya. Sebagai pola untuk menaikkan temperatur air yg bermassa 2 kg sebesar 5 oC membutuhkan kalor yg lebih besar dibandingkan dengan air yg bermassa 1 kg. Selain itu perubahan2 temperatur juga sebanding dengan kalor yg dibutuhkan. Dapat dilihat untuk memanaskan air sebesar 10 oC diperlukan kalor yg lebih besar dibandingkan memanaskan air sebesar 5 oC. Selain massa & perubahan2 temperatur, kalor yg diperlukan untuk menaikkan temperatur juga tergantung dari jenis zatnya. Kalor yg diperlukan untuk memanaskan air lebih besar dibandingkan untuk memanaskan alumnium walaupun massa & perubahan2 temperaturnya sama. Ini menkamukan bahwa setiap zat mempunyai nilai suatu besaran lain yg berbeda-beda. Dalam hal ini dinamakan kalor jenis. Besaran ini mengatakan banyaknya kalor yg dibutuhkan/dilepaskan untuk menaikkan/menurunkan setaip satu satuan temperatur & setiap satu satuan massa. Besaran ini mempunyai satuan J/kgoC. Jika suatu zat mempunyai kalor jenis 10 J/kgoC, artinya untuk menaikkan temperatur 1 kg zat tersebut sebesar 1oC maka diperlukan kalor sebesar 10 Joule.
Gambar 1. Ilustrasi Kalor Sensibel
Air yg berada pada tekanan 1 atm mempunyai titik didih sekitar 100 oC. Jika air ini mempunyai temperatur 27 oC kemudian diberikan kalor (dipanaskan), maka temperaturnya akan naik hingga dengan 100 oC. Kalor yg diberikan ini disebut sengan kalor sensibel, yaitu kalor yg sanggup dirasakan oleh peralatan ukur temperatur.
Seperti yg disebutkan di atas bahwa kalor merupakan salah satu jenis energi. Oleh sebab itu nilai kalor otoriter sebuah benda tidak/belum sanggup dihitung. Namun, penambahan2/pengurangan kalor dari sebuah proses sanggup dihitung. Sebagai contoh: kalor yg dimiliki oleh air bertemperatur 27 oC / 100 oC yaitu tidak diketahui. Namun perbedaan nilai kalor antara dua keadaan tersebut sanggup dihitung dengan cara:
Sering kali satuan perubahan2 temperatur yaitu Kelvin, hal ini bukanlah problem sebab perubahan2 temperatur dalam satuan K & oC yaitu sama. Oleh sebab itu, satuan dari kalor jenis sering kali ditulis J/kg.K.
Kalor Laten
Ketika air berada di tekanan 1 atm & 100 oC kemudian diberikan kalor, maka temperaturya akan tetap di 100 oC. Pada keadaan ini kalor tidak sanggup menaikkan temperatur, kesudahannya energi yg masuk ke dalam air dipakai untuk merubah fasa zat dari cair ke gas (menguap). Hal yg sama terjadi pada ketika es kerikil yg mencair.
Gambar 2. Ilustrasi lalor laten
Semakin bebas molekul zat bergerak maka energi kalor yg dimiliki semakin besar. Pada zat padat molekulnya sangat teratur pada susunan yg sangat rapat sehingga tingkat energi kalornya rendah. Se&gkan zat cair molekulnya lebih bebas bergerak sehingga energi kalornya lebih besar. Begitu pula zat gas, melekulnya lebih bebas bergerak sebab jarak antar molekul sangat besar. Temperatur pada ketika terjadi proses perubahan2 fasa tidak berubah. Kalor yg diberikan/dilepaskan ini disebut dengan kalor laten. Besarnya kalor untuk merubah fasa yaitu sebagai berikut:
