Cara Menghitung Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor mengukur banyaknya energi yang perlu ditambahkan ke suatu benda agar suhu benda itu satu derajat lebih panas. Kapasitas kalor dari suatu benda tersebut dicari dengan menggunakan rumus yang sederhana – yaitu dengan membagi Jumlah Energi Panas yang Diberikan dengan Perubahan Suhu guna menentukan banyaknya energi yang dibutuhkan per derajat. Setiap materi di dunia ini memiliki kapasitas kalor yang berbeda.(Sumber: buku Fisika Standar Kelas 10)

Rumus:Kapasitas Kalor = (Energi Panas yang Diberikan) / (Kenaikan Suhu)

Metode 1

Metode 1 dari 2:

Menghitung Kapasitas Kalor suatu Benda

Unduh PDF

1
Ketahui rumus kapasitas kalor. Kapasitas kalor dari suatu benda dapat dihitung dengan cara membagi jumlah energi panas yang diberikan (E) dengan perubahan suhu (T). Persamaannya adalah: Kapasitas kalor = E / T.
- Contoh: Energi yang dibutuhkan untuk memanaskan sebuah balok sampai 5 derajat Celsius adalah 2000 Joule -- berapakah kapasitas kalor balok?
- Kapasitas kalor = E / T
- Kapasitas kalor = 2000 Joule / 5˚C
- Kapasitas kalor = 400 Joule per derajat Celsius (J/˚C)
2
Carilah perubahan suhu. Misalnya, apabila saya ingin mengetahui kapasitas kalor suatu balok, dan saya mengetahui dibutuhkan 60 Joule untuk menaikkan suhu balok dari 8 derajat menjadi 20 derajat, saya perlu mengetahui perbedaan antara kedua suhu untuk memperoleh kapasitas kalor. Oleh karena 20 - 8 = 12, suhu balok berubah sebesar 12 derajat. Dengan demikian:
- Kapasitas kalor = E / T
- Kapasitas kalor balok = 60 Joule / (20˚C - 8˚C)
- 60 Joule / 12˚C
- Kapasitas kalor balok = 5 J/˚C
3
Tambahkan satuan yang tepat ke jawaban Anda agar memberikan arti. Kapasitas kalor sebesar 300 tidak berarti apa-apa apabila Anda tidak mengetahui caranya diukur. Kapasitas kalor diukur oleh energi yang dibutuhkan per derajat. Jadi, apabila kita mengukur energi dalam Joule, dan perubahan suhu dalam Celsius, jawaban akhir akan menyajikan “berapa banyak Joule yang dibutuhkan per derajat Celsius. Oleh karenanya, kita akan menyajikan jawaban kita sebagai 300 J/˚C, atau 300 Joule per derajat Celsius.
- Jika Anda mengukur energi panas dalam kalori dan suhu dalam Kelvin, jawaban akhir Anda adalah 300 Kal/K.
4
Ketahuilah bahwa persamaan ini bekerja untuk benda-benda yang mengalami pendinginan juga. Ketika suatu benda menjadi dua derajat lebih dingin, benda tersebut kehilangan kalor dalam jumlah yang sama persis dengan yang akan dibutuhkan untuk menjadi 2 derajat lebih hangat. Dengan demikian, jika Anda bertanya, "Berapakah kapasitas kalor sebuah benda apabila benda tersebut kehilangan 50 Joule energi dan suhu turun 5 derajat Celsius," Anda masih dapat menggunakan persamaan tadi:
- Kapasitas kalor: 50 J/ 5˚C
- Kapasitas kalor = 10 J/˚C
Iklan

Metode 2

Metode 2 dari 2:

Menggunakan Kalor Jenis Materi

Unduh PDF

1
Ketahuilah bahwa kalor jenis mengacu kepada energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram benda sebesar satu derajat. Ketika Anda mencari kapasitas kalor dari satu unit benda (1 gram, 1 ons, 1 kilogram, dll), Anda telah mencari kalor jenis benda ini. Kalor jenis menunjukkan jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu tiap unit benda satu derajat. Misalnya, untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 derajat Celsius dibutuhkan energi sebesar 0,417 Joule. Jadi, kalor jenis air adalah 0,417 J/˚C per gram.
- Kalor jenis suatu materi itu tetap. Hal ini berarti bahwa semua air murni memiliki kalor jenis yang sama, yaitu 0,417 J/˚C.
2
Gunakan rumus kapasitas kalor untuk mencari kalor jenis suatu materi. Mencari kalor jenis itu mudah, yaitu bagi jawaban akhir dengan massa benda. Hasilnya menunjukkan berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk tiap sepotong benda, seperti banyaknya joule yang dibutuhkan untuk mengubah suhu pada hanya satu gram es.
- Contoh: "Saya memiliki 100 gram es. Untuk menaikkan suhu es sebesar 2 derajat Celsius dibutuhkan 406 Joule -- berapakah kalor jenis es?"'
- Kapasitas Kalor untuk 100 g Es = 406 J/ 2˚C
- Kapasitas Kalor untuk 100 g Es = 203 J/˚C
- Kapasitas Kalor untuk 1 g Es = 2,03 J/˚C per gram
- Jika Anda bingung, coba berpikir seperti ini -- untuk menaikkan suhu satu derajat setiap satu gram es membutuhkan 2,03 Joule. Jadi, jika kita memiliki 100 gram es, kita membutuhkan Joule 100 kali lebih banyak untuk memanaskan semuanya.
3
Gunakan kalor jenis untuk mencari energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu materi menjadi suhu berapa pun. Kalor jenis materi menunjukkan banyaknya energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu unit benda (biasanya 1 gram) sebesar satu derajat. Untuk mencari kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda apa pun menjadi suhu berapa pun, kita hanya mengalikan semua bagian. Energi yang Dibutuhkan = Massa x Kalor Jenis x Perubahan Suhu. Jawabannya selalu dalam unit energi, seperti Joule.
- Contoh:" Apabila kalor jenis aluminium adalah 0,902 Joule per gram, berapa Joule yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 5 gram aluminium sebesar 2 derajat Celsius?
- Energi yang Dibutuhkan = 5 g x 0,902 J/g˚C x 2˚C
- Energi yang Dibutuhkan = 9,02 J
4
Ketahuilah kalor jenis dari materi-materi yang lazim. Untuk membantu berlatih, pelajari kalor-kalor jenis yang lazim, yang dapat Anda lihat pada suatu ujian atau muncul dalam kehidupan nyata. Apa yang dapat Anda pelajari dari hal ini? Misalnya, perhatikan bahwa kalor jenis logam jauh lebih rendah daripada kayu -- ini adalah alasan mengapa sendok logam lebih cepat panas daripada kayu jika dibiarkan di dalam secangkir coklat panas. Kalor jenis yang lebih rendah berarti suatu benda lebih cepat panas.
- Air: 4,179 J/g˚C
- Udara: 1,01 J/g˚C
- Kayu: 1,76 J/g˚C
- Aluminium: 0,902 J/g˚C
- Emas: 0,129 J/g˚C
- Besi: 0,450 J/g˚C^{[1]XTeliti sumber}
Iklan

Tips

Satuan Internasional (SI) dari kapasitas kalor adalah Joule per Kelvin, bukan hanya Joule
Perubahan dalam suhu diwakili oleh delta unit suhu bukan hanya unit suhu (katakan: 30 Delta K bukan hanya 30K)
Energi (panas) harus dalam Joule (SI) [Dianjurkan]