E Modul

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI ii

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI iii

E-Modul Berbasis Flipbook 3D dengan Tema
Suhu dan Kalor Untuk Kelas XI SMA / MA

Penulis Desain Isi
Silmi Habibah Tika Sartika
Refan Holison Hasugian Silmi Habibah
Tika Sartika
Rizky Yani Maulidina Editor
Yolanda Tika Sartika

Desain Cover Audio
Refan Holison Hasugian Yolanda
Refan Holison
Dosen Pembimbing Rizky Yani
Indica Yona Okyranida M. Pd Silmi Habibah

Referensi Vidio
Tika Sartika

PROGRAM PENDDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI
JAKARTA
2021

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI iv

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tugan Yang Maha Esa atas karunia dan
hidayah-nya, sehingga penyusunan E-Modul Suhu dan Kalor ini dapat terselesaika. Pada
kesempatan ini tidak lupa pula penulis mengucapkan terimakasih kepada Ibu Indica Yona
Okyranida M. Pd selaku dosen pengapu mata kuliah Kapita Seleksa Fisika Sekolah.
Media Pembelajara Fisika yang telah memberikan bimbingan sehingga E-Modul ini dapat
terselesaikan.

Modul ini dilengkapi dengan materi beserta vidio penjelasannya, contoh soal, dan
evaluasi yang sesuai dengan pembahasan sehingga memungkinkan siswa untuk kreatif
dan terpacu dalam proses pembelajaran Fisika. Modul suhu dan kalor merupakan salah
satu modul pembelajaran Fisika di SMA.

Dengan ini penulis menyadari bahwa penyajian materi modul ini masih jauh dari
sempurna, baik dalam tampilan atau isi materi. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
adanya kritik dan saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak demi
kesempurnaan modul ini. Penulis berharap modul ini dapat memberikan informasi
kepada pembaca terkait mata pelajara Suhu dan Kalor. Atas perhatiannya penulis
mengucapkan terimakasih.

Jakarta, Desember 2021

penyusu

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI v

Daftar Isi

Kata Pengantar ........................................................................................... v
Daftar Isi ................................................................................................... 6
Daftar Gambar ......................................................................................... viii
Daftar Tabel...............................................................................................ix
A. Kopetensi Inti ....................................................................................... x
B. Kopetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi ............................ x
C. Tujuan Pembelajaran .............................................................................xi
PETA KONSEP ........................................................................................xii
Petunjuk Penggunaan Modul ..................................................................... xiii
Pengantar Modul .......................................................................................xv
BAB I......................................................................................................xvi
A. Alat Pengukur Suhu ............................................................................ 16

1. Jenis-Jenis Termometer ................................................................ 16
2. Skala suhu digunakan untuk.......................................................... 19
3. Rumus Konversi Suhu.................................................................. 20
B. PEMUAIAN ZAT............................................................................... 21
C. PENERAPAN PRINSIP PEMUAIAN ZAT........................................... 22
1. Keping bimetal ............................................................................ 23
2. Pemasangan roda logam ............................................................... 23

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 6

Latihan Soal............................................................................................. 24
BAB II..................................................................................................... 25
A. Satuan Kalor....................................................................................... 25

1. Pengaruh Kalor Terhadap Benda ................................................... 26
1. Pengaruh kalor terhadap suhu benda .............................................. 26
2. Pengaruh kalor terhadap wujud benda ............................................ 27
B. Perubahan Wujud Zat .......................................................................... 27
1. Melebur dan membeku ................................................................. 28
2. Menguap , mendidih dan mengembun ............................................ 28
C. Azas Black ......................................................................................... 29
D. Perpindahan Kalor............................................................................... 31
a. Konduksi .................................................................................... 31
b. Konveksi .................................................................................... 32
c. Radiasi ....................................................................................... 32
E. Kalorimeter ........................................................................................ 36
Latihan Soal............................................................................................. 37
Evaluasi................................................................................................... 37
Daftar Pustaka.......................................................................................... 37
Glosarium................................................................................................ 37
Riwayat Penulis ....................................................................................... 37

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 7

Daftar Gambar

Gambar 1.1 Termometer laboratorium...................................................................................................... 17
Gambar 1.2 Termometer Suhu Badan ........................................................................................................ 17
Gambar 1.3 Termometer Bimetal............................................................................................................... 18
Gambar 1.4 TermoKepal ............................................................................................................................. 18
Gambar 1.5 Konversi Sekala Suhu .............................................................................................................. 19
Gambar 1.6 Pengaruh Kalor Terhadap Panas ............................................................................................. 26
Gambar 1.7 Alat Penyulingan Air................................................................................................................ 35
Gambar 1.8 Kalorimeter ............................................................................................................................. 36

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI viii

Daftar Tabel

Tabel 1.1 Rumus Konversi Suhu.................................................................................................................. 20
Tabel 1.2 Titik Lebur, Titik Didih Kalor, dan Kalor Uap Terhadap Zat ......................................................... 29
Tabel 1.3 Kalor Jenis.................................................................................................................................... 30

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI ix

A. Kopetensi Inti

Kopetensi Inti

KI 1 : Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (toleransi,

gotong royong), santun, dan percaya diri, dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan social dan alam dalam jangkauan pergaulan dan
keberadaannya.
KI 3 : Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, procedural, konseptual, dan
metakognitif) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata
KI 4 : Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan,
mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak
(menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan
yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut
pandang/teori .

B. Kopetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi

Kopetensi Dasar Indikator Pencapaian Kopetensi

3.4 Menganalisis konsep suhu, pemuaian, 3.4.1 Menjelaskan konsep kalor.

kalor, perpindahan kalor, dan 3.4.2 Menyebutkan contoh benda-benda

penerapannya dalam kehidupan yang memiliki energi panas dalam

seharihari termasuk mekanisme keseharian.

menjaga kestabilan suhu tubuh pada 3.4.3 Menentukan kalor yang dikandung

manusia dan hewan. makanan

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI x

4.4 Melakukan percobaan untuk 4.4.1 Melakukan percobaan untuk
menyelidiki pengaruh kalor terhadap menyelidiki pengaruh kalor
suhu dan wujud benda serta terhadap suhu dan wujud benda
perpindahan kalor. serta perpindahan kalor.

C. Tujuan Pembelajaran

Tujuan Pembelajran

1. Siswa dapat mendeskripsikan hubungan antara suhu dan kalor setelah
mendapatkan pematerian tentang suhu dan kalor.

2. Siswa dapat mengkonversikan suhu antar empat skala suhu (Celsius, Reamur,
Fahrenhait dan Kelvin).

3. Siswa dapat mendiagramkan enam perubahan wujud zat setelah memahami
enam jenis perubahan wujud zat.

4. Siswa dapat menenentukan perubahan (panjang, luas dan volume) benda pada
saat benda mengalami perubahan suhu.

5. Siswa dapat menerapkan azas black pada permasalahan dalam peristiwa
pertukaran kalor.

6. Siswa dapat membedakan konduksi, konveksi dan radiasi yang dihubungkan
dengan fenomena kehidupan.

7. Siswa menyebutkan minimal lima penerapan kalor dan perpindahan kalor
dalam kehidupan.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xi

PETA KONSEP

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xii

Petunjuk Penggunaan Modul

Modul“Suhu dan kalor”terbagi dalam 5sub tema atautopik bahasan, yaitu :
1. Cara mengetahui suhu benda yang memuat jenis-jenis termometer,
skala pada termometer;
2. Perubahan suhu dan akibatnya yang memuat pemuaian zat padat,
pemuaianzatcairdanpemuaiangas;
3. kalor dan perubahan suhu;
4. kalor dan perubahan wujud;
5. Perpindahan kalor dan daya hantar kalor, (6) Berbagai Sumber
Energi,
6. Perubahan energi,
7. Perisitiwa kekekalan energi pada fotosintesis.

Selain penjelasan mengenai materi, modul ini juga dilengkapi
dengan latihan untuk menguji pemahaman dan penguasaan peserta didik
terhadap materi yang telah dipelajarinya.

Modul ini disusun secara berurutan sesuai dengan urutan materi
yang terlebih dahulu perlu dikuasai. Untuk itu, mempelajari modul ini
sebaiknya.

1. Baca pengantar modul untuk mengetahui materi modul secara utuh.

2. Membaca tujuan yang diharapkan setelah membaca atau mempelajari
modul.

3. Mempelajari modul secara berurutan agar memperoleh pemahaman
yang utuh.

4. Lakukan semua penugasan yang ada pada modul untuk mendapatkan

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xiii

pemahaman mengenai materi modul dengan baik.
5. Lakukan penilaian pemahaman dengan mengisi soal-soal latihan

yang disediakan di akhir modul.
6. Anda dapat melanjutkan ke modul selanjutnya bila hasil penilaian

pemahamanmemilikiskor 70 atau lebih.
7. Bila ada kesulitan untuk memahami materi modul, Anda dapat

meminta bantuan teman, tutor, atau orang yang Anda anggap dapat
memberikan penjelasan lebih baik daripada modul kepada Anda.
8. Selamat membaca dan mempelajari modul ini.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xiv

Pengantar Modul

Modul ini disusun bagi peserta didik pendidikan kesetaraan. Modul ini berisi tentang konsep
suhu, pengenalan alat pengukur suhu, peristiwa pemuaian pada zat padat, zat cair dan gas,
peristiwa perpindahan kalor (konduksi dan konveksi). Materi yang disajikan dapat dirasakan
dalam kehidupan sehari-hari peserta didik.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xv

BAB I

YUK KENALI APA ITU SUHU !!

Kopi menjadi salah produk komoditas favorit dari Indonesia. Saat ini semakin banyak
orang Indonesia dan luar negeri menggemari kopi asal Indonesia. Pada proses pembuatan
minuman kopi diawali dengan memasak air sampai mendidih. Kemudian air mendidih tadi
dituangkan ke dalam gelas yang telah berisi bubuk kopi lalu diaduk. Maka segelas kopi
siap dinikmati.

Coba rasakan dengan jari tangan kanan anda ketika air belum dimasak, akan terasa
dingin. Dan rasakan juga dengan jari tangan kiri anda pada air panas dan akan terasa panas.
Panasdan dingin tersebut dikatakan sebagai salah satu ukuran dari suhu suatu benda. Benda
yang dingin mempunyai suhu yang lebih rendah dari benda yang panas. Sehingga dapat
dinyatakan bahwa suhu merupakan derajat/tingkatan panas suatu benda atau kuantitas
panas suatu benda. Suhu merupakan salah satu besaran pokok dengan satuan derajat
Kelvin.

A. Alat Pengukur Suhu

Derajat suhu suatu benda tidak hanya dinyatakan secara kualitatif saja namun harus
dengan secara kuantitatif. Hal ini disebabkan oleh perasaan kita yang tidak dapat
menyatakan suhu suatu dengan tepat. Sehingga perlu alat yang digunakan untuk
mengukur suhu dan besarnya dapat terlihat dari angka yang ditampilkan. Alat itu
disebut dengan termometer.
Terdapat beberapa jenis termometer yaitu

1. Jenis-Jenis Termometer

a. Termometer Zat Cair

Zat cair atau alkohol dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat

termometer. Beberapa termometer yang menggunaka

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI xvi

zat cair akan dibahas berikut ini. Termometer laboratorium Bentuknya
panjang dengan skala dari -10°C sampai 110°C menggunakan raksa, atau
alkohol.

Gambar 1.1 Termometer
laboratorium

b. Termometer suhu badan
Termometer ini digunakan untuk mengukur
suhu badan manusia. Skala yang ditulis antara 35oC dan 42oC.

Gambar 1.2 Termometer Suhu Badan

c. Termometer dengan bahan zat padat
Termometer zat padat menggunakan prinsip perubahan hambatan logam
konduktor terhadap suhu sehingga sering juga disebut
sebagai termometer hambatan.Biasanya termometer ini menggunakan kawat
platina halus yang dililitkan pad mika dan dimasukkan dalam tabung perak
tipis tahan panas.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 17

1. Termometer bimetal

Termometer bimetal merupakatermometer yang menggunakan logam
sebagai bahan untuk menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip
logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan

Gambar 1.3 Termometer Bimetal

2. Termokopel

Termometer yang terdiri dari dua jenis logam yang dihubungkan dan

membentuk rang kaian tertutup. Pengukuran suhu berdasarkan pada

perubahan besarnya aliran listrik pada kawat. Satu jenis logam konduktor

yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan

suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam

konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI Gambar 1.4 TermoKepal

18

2. Skala suhu digunakan untuk
memberikan tampilan nilai yang terukur pada suhu. Saat ini, dikenal beberapa

skala suhu, misalnya Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Kelvin merupakan skala
suhu dalam SI. Pada suhu nol Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda.
Perbedaan antara skala itu adalah angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada
skala thermometer tersebut. Perbandingan Skala Suhu:
Skala C: skala R: skala F : skala K = 100 : 80 : 180 : 100
Skala C : skala R: skala F: skala K = 5 : 4 : 9 :5
tC : tR : (tF – 32) : (tK – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

 Celsius (°C) : 0° – 100°C
 Kelvin (°K) : 273° – 373°K
 Fahrenheit (°F) : 32° – 212°F
 Reamur (°R) : 0° – 80°R

Perbandingan di atas dapat digunakan untuk menentukan konversi skala suhu.

Gambar 1.5 Konversi Sekala Suhu

contoh, konversi skala suhu dari Celcius ke Fahrenheit.

() 19
Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI

Maka
3. Rumus Konversi Suhu

Rumus untuk mengerjakan konversi suhu tidaklah sesulit persamaan fisika
lainnya. Dimana rumus konversi suhu akan berfokus pada 4 (empat) operasi dasar
matematika yakni perkalian, pembagian, penjumlahan serta pengurangan.

Rumus konversi suhu sendiri dapat dituliskan dalam sebuah tabel seperti berikut.

Awal Hasil Rumus Langsung
Celsius
Celsius Kelvin °C + 273°
Celsius
Kelvin Fahrenheit (9/5)°C + 32°
Kelvin
Kelvin Reamur (4/5)°C
Fahrenheit
Fahrenheit Celsius °K – 273°
Fahrenheit
Reamur Fahrenheit [(9/5)(°K – 273°)] + 32°
Reamur
Reamur Reamur [(4/5)(°K-273°)]

Celsius (5/9)(°F – 32°)

Kelvin [(5/9)(°F – 32°)] + 273°

Reamur (4/9)(°F – 32°)

Celsius (5/4)°R

Kelvin (5/4)°R + 273°

Fahrenheit (9/4)°R + 32°
Tabel 1.1 Rumus Konversi Suhu

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 20

B. PEMUAIAN ZAT

Benda yang mengalami perubahan suhu dapat memuai dan menyusut. Pemuaian zat
terdiri dari pemuaian zat padat, zat cair dan gas. Pemuaian zat padat yang dapat terjadi
adalah pemuaian panjang, luas, dan volume. Pemuaian panjang dapat dirumuskan:

Lo ΔL

L’

Lo = panjang awal (m)
ΔL = perubahan panjang (m)
L’ = panjang akhir (m)
α = koefisien muai panjang (K-1)
ΔT = perubahan suhu (K)
Pemuaian volume dapat dirumuskan :

V’

Vo
Lo

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 21

Vo = volume awal (m3)
ΔV = perubahan volume (m3)
V’ = volume akhir (m3)
β = 3α = koefisien muai volume (K-1)
ΔT = perubahan suhu (K)

Pemuaian zat cair yang dapat terjadi adalah pemuaian volume.
dapat dirumuskan:

T1 T2 V = volume gas (Pa) T = suhu gas (K)

Persamaan gas ideal adalah gabungan dari ketiga hukum di atas, dimana tidak ada
variabel yang dijaga konstan.
Persamaan gas ideal adalah:

T1 T2

C. PENERAPAN PRINSIP PEMUAIAN ZAT

Pemuaian zat menimbulkan beberapa masalah, antara lain:

1) Rel kereta api dipasang bercelah antar relnya agar tidak bengkok ketika cuaca panas.
2) Bingkai kaca pada jendela ukurannya lebih besar daripada kaca untuk menghindari

pecahnya kaca ketika memuai karena udara panas.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 22

3) Kabel listrik di pinggir jalan dibuat kendur agar pada malam hari kabel listrik tidak

putus ketika menegang karena udara dingin.

Keuntungan yang didapat dari peristiwa pemuaian adalah:

1. Keping bimetal

Keping bimetal adalah gabungan dua plat logam yang berbeda yang menempel
lalu dipanaskan. Ketika dipanaskan, keping bimetal akan melengkung, karena
adanya perbedaan koefisien muai panjang.Keping bimetal akan melengkung ke
arah logam yang koefisien muainya lebih kecil jika dipanaskan. Keping bimetal
digunakan pada termostat, sakelar otomatis, alarm kebakaran, dan termometer
bimetal.
2. Pemasangan roda logam

Ban baja yang akan dipasangkan ke roda ukurannya lebih kecil dari roda,
sehingga tidak dapat dipasang secara langsung. Caranya adalah dengan
memanaskan ban baja sehingga memuai, lalu memasukkan ke roda. Setelah
mendingin, ban baja akan menyusut dan terpasang kuat pada roda.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 23

Latihan Soal

1. Suatu hari Xiao mengukur suhu udara menggunakan termometer. Dimana
hasilnya menunjukkan nilai 25°C. Lalu Xiao ingin mengabarkan suhu tersebut
pada temannya di Amerika (standar suhu Amerika adalah °F).
Agar mudah dipahami oleh rekannya itu, Xiao memutuskan untuk melakukan
konversi suhu udara. Hitunglah berapa derajat suhu udara disekitar Xiao dalam
ukuran °F!

2. Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram
yang memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/groC, tentukan
suhu akhir logam!

3. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah
pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?

4. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25oC. Jika koefisien muai
panjang bejana 2 × 10-5/oC, maka tentukan volume bejana pada suhu 75oC!

5. Pada suhu 20oC, panjang kawat besi adalah 20 m. Berapakah panjang kawat besi
tersebut pada suhu 100oC jika koefisien muai panjang besi 1,1 × 10-5/oC?

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 24

BAB II

KALOR

Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah,
kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Sebelum abad ke – 17,
orang beranggapan bahwa kalor merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu tinggi ke
benda yang bersuhu rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai masa. Ternyata
benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.

A. Satuan Kalor

Setelah kalian sudah memahami definisi kalor, yuk kita bahas topik selanjutnya.
Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori
(kal). Joule menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan
kalor yang umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan
kalor. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan
kandungan energi dalam bahan makanan.

Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi 200 kalori dan sepotong daging
memiliki kandungan energi 600 kalori. Nilai 1 kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor
yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya nai 1°C. Hubungan satuan
kalori dengan joule adalah

1 kal = 4,2 J atau 1 J = 0,24 ka

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 25

1. Pengaruh Kalor Terhadap Benda

Gambar 1.6 Pengaruh Kalor Terhadap Panas

Lalu apa saja sih pengaruh kalor dalam kehidupan kita? Nah pengaruh kalor dibagi
menjadi dua macam, diantaranya sebagai berikut:
1. Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor merupakan energi yang diterima atau dilepaskan suatu benda. Kalor
yang diterima suatu benda bisa berasal dari matahari, api, atau benda lain. Kalor
yang diterima oleh benda dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan
kepada air, maka suhu air bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan
semakin banyak pula perubahan pada suhu air. Bila kalor terus diberikan, lama
kelamaan air akan mendidih. Ketika air sudah mendidih suhu air tidak akan
bertambah melainkan tetap.

Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda. Benda yang
melepaskan kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan
diatas meja akan melepaskan kalor keudara titik karena air panas melepaskan
kalor, maka suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi
air dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 26

2. Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Kalor menyebabkan perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat
dan es batu. Cokelat yang kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Hal ini
terjadi karena cokelat mendapat kalor dari tangan kita dan udara. Demikian juga
dengan es batu yang diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu
mencair karena pengaruh kalor dari udara. Ketika es batu dipanaskan maka lama-
kelamaan es batu berubah menjadi air. Berarti es batu berubah wujud dari padat
menjadi cair.

Logam seperti besi dan emas juga dapat berubah wujud bila mendapat panas.
Hal ini terjadi misalnya di tempat peleburan logam. Pada fenomena lain bila
pemanasan berlangsung terus maka suatu saat air mendidih. Setelah mendidih
cukup lama air seakan-akan lenyap. Disekitar panci banyak terdapat uap air
berarti air telah berubah wujud dari air menjadi gas. Dapat disimpulkan bahwa
kalor dapat merubah wujud gas. Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor
diantara :

 Perubahan wujud dari padat menjadi cair dan sebaliknya. Contoh
fenomena ini terjadi pada lilin yang sedang menyala.

 Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini
terjadi pada peristiwa memasak air dan terjadinya fenomena hujan.

 Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya. Peristiwa ini
terjadi pada kapur barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus
menjadi gas. Sedangkan benda gas yang berubah menjadi benda padat
dicontohkan pada asap kenalpot. Asap knalpot berubah menjadi jelaga
(benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam knalpot.

B. Perubahan Wujud Zat

Yuk kita lanjut ke topik berikut nya, Sobat Pintar!

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 27

1. Melebur dan membeku

Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Pada
saat melebur, zat memerlukan kalor (panas) meskipun tidak mengalami kenaikan
suhu. Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat 1 kg
zat padat menjadi zat cair. Kalor lebur diberi simbol Lf ,

satuan kalor lebur adalah J/Kg.

Membeku dalam ilmu fisika dan kimia, pembekuan adalah proses di mana cairan
berubah menjadi padatan. Titik beku adalah temperatur di mana hal ini terjadi.
Peleburan, adalah proses kebalikan dari pembekuan di mana padatan berubah
manjadi cairan. Pada sebagian besar zat, titik beku dan titik lebur biasanya sama.
2. Menguap , mendidih dan mengembun

Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi uap (gas). Pada
waktu menguap , zat memerlukan kalor mendidih adalah penguapan yang terjadi
diseluruh bagian zat cair dan hanya dapat terjadi pada titik didih. Kalor
uap adalah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair menjadi
uap. Pada titik didih normalnya kalor uap diberi simbol Lv, satuan kalor uap
adalah J/Kg.

Mengembun, kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud
benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas menjadi cairan. Kondensasi terjadi
ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap
dikompresi menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan
kompresi.

Berikut merupakan titik lebur, titik didih, kalor uap, kalor didih berbagai zat :

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 28

Tabel 1.2 Titik Lebur, Titik Didih Kalor, dan Kalor Uap Terhadap Zat

C. Azas Black

Sobat Pintar, Azas Black itu berasal dari penelitian seorang Imuwan yang
bernama Joseph Black. Ia mengamati es dan benda-benda lain yang mencair ketika
terkena panas. Ia berpendapat mencairnya es karena adanya penyerapan kalor ke dalam
es sehingga menjadi air. Kalor tersebut akan sama dengan kalor yang dilepas oleh air
tersebut untuk kembali menjadi es. Itulah gambaran sederhana mengenai pengertian asas
black. Bunyi asas black sendiri adalah.
“Jumlah kalor yang dilepas oleh materi yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan
jumlah kalor yang diterima oleh materi yang suhunya lebih rendah” bisa juga
disederhanakan Kalor yang dilepas akan sama dengan kalor yang diterima"

Dari bunyi asas black tersebut bisa diperoleh persamaan atau rumus asas black:

Kalor Lepas = Kalor Terima
Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu

benda.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 29

Misalnya kita memiliki dua panci yang identik. Panci pertama berisi 100 g air, sedangkan
panci kedua berisi 50 g air. Suhu air dalam kedua panci tersebut sama. Bila kedua air ini
dipanaskan, maka air 100 g memerlukan kalor lebih banyak dibandingkan air 50 g. Itu
berarti kalor sebanding dengan massa.

Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang
diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut makin tinggi. Berarti kalor
sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu,
kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita
merangkum semua faktor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik
adalah:

Dimana:

Q = Banyaknya kalor (J)
m = Massa (Kg)
c = Kalor jenis benda (J/KgoC)
T = Suhu (oC)

Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1
Kg zat sebesar 1oC. Beberapa contoh kalor jenis dari beberapa zat adalah sebagai berikut:

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI Tabel 1.3 Kalor Jenis

30

D. Perpindahan Kalor

Sobat Pintar, bukan hanya benda saja loh yang mengalami perpindahan dari satu
tempat ke tempat lain. Kalor juga mengalami perpindahan.

Apa saja perpindahan pada kalor? Yuk simak berikut ini..

a. Konduksi
Konduksi adalah proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan

partikel. Bersadarkan kemampuan menghantar kalor, zat dibagi atas dua golongan
, yaitu konduktor dan isolator. Konduktor adalah zat yang mudah menghantar
kalor. Isolator adalah zat yang sukar menghantar kalor.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor konduksi :

 Beda suhu diantara permukaan

 Ketebalan dinding d; makin tebal dinding, makin lambat perpindahan
kalor.

 Luas permukaan A; semakin besar luas permukaan , maik cepat
perpindahan kalor

 Konduktivitas termal zat, merupakan ukuran kemampuan zat menghantar
kalor; semakin besar nilai k , semakin cepat perpindahan kalor. Nilai k
terbesar dimiliki oleh logam karena logam tergolong konduktor yang
sangat baik. Sedangkan nilai k terkecil dimiliki oleh udara dan bahan-
bahan isolator.

Banyak kalor Q yang melalui dinding selama selang waktu t, dinyatakan oleh

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 31

b. Konveksi
Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke

bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri.

Ada dua jenis konveksi, yaitu koveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada
konveksi alamiah, pergerakan fluida terjadi akibat perbedaan massa jenis . Bagian
fluida yang menerima kalor (dipanasi) memuai dan massa jenisnya menjadi lebih
kecil sehingga bergerak ke atas. Tempatnya digantikan oleh air dinging yang
massanya lebih besar.

 Angin laut dan angin darat

Pada siang hari , tanah lebih cepat menjadi panas daripada laut
sehingga udara di atas daratan lebih panas dari pada udara di atas laut.
Oleh karena itu, udara di atas daratan naik dan tempatnya digantikan oleh
udara di atas laut, trejadilah angin laut.

Pada malam hari, tanah lebih cepat dingin daripada laut, sehingga
udara di atas daratan lebih dingin daripada udara di atas laut. Oleh karena
itu , udara di atas laut naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas
darat, terjadilah angin darat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor konveksi

Laju kalor (Q/t) ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida
sekitarnya secara konveksi adalah sebanding dengan luas permukaan benda A
yang bersentuhan dengan fluida dan beda suhu (T) diantara benda dan fluida.

c. Radiasi
Radiasi atau pancaran adalah perpindahan energi kalor dalam bentuk

gelombang elektromagnetik. Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 32

kalor radiasi yang baik sekaligus pemancar kalor radiasi yang baik. Permukaan
yang putih dan mengkilap adalah penyerap kalor radiasi buruk sekaligus
pemancar kalor yang buruk.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor radiasi

Besar laju kalor radiasi yang dipancarkan oleh permukaan suatu
benda sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat
empat suhu permukaan tersebut (T4) :

Tetapan (dibaca sigma) dikenal sebagai tetapan Stefan –Boltzmann dan
mempunyai nilai 5,67 x 108 W/m2K4

Koefisien e disebut emisivitas adalah suatu ukuran seberapa besar
pemancar radiasi kalor suatu benda dibandingkan dengan benda hitam sempurna.
Emisivitas tidak memiliki satuan nilainya terletak diantara 0 dan 1 dan bergantung
pada jenis zat dan keadaan permukaan. Permukaan mengkilap (penyerap paling
jelek) memiliki e = 0. Sedangkan penyerap sempurna sekaligus pemancar, yaitu
benda hitam sempurna memiliki e = 1.

A. Peralatan Yang Memanfaatkan Sifat Kalor

Sobat Pintar, dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai peralatan yang
memanfaatkan sifat kalor diantaranya:

1. Kulkas

Kulkas dimanfaatkan untuk mendinginkan atau mengawetkan makanan
dan minuman. Daging, ikan, buah-buahan, dan coklat sebaiknya disimpan di
kulkas agar lebih bertahan lama. Sementara air dan minuman disimpan dalam
kulkas agar terasa segar saat diminum. Di dalam ruang pembeku kulkas terdapat

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 33

rangkaian pipa. Pipa ini bersambung dengan pipa diseluruh ruang pada kulkas.
Dalam pipa terdapat Freon (zat yang mudah menguap).

Freon cair dialirkan kedalam ruang pembeku dimana tekanan udara
ditempat itu rendah. Karena tekanan udara rendah maka Freon akan mudah
menguap. Ketika menguap, freon mengambil kalor dalam makanan yang
disimpan dalam ruang pembeku. Karna melepaskan kalor maka ruang pembeku
menjadi dingin. Hal ini mirip dengan menetesnya spiritus atau alcohol pada kulit
kita. Alkohol dengan cepat menguap sambil mengambil kalor dari tangan kita,
akibatnya tangan menjadi dingin.

2. Otoklaf

Beberapa jenis pekerjaan membutuhkan pemanasan hingga suhu melebihi
100°C. untuk mendapatkan suhu ini orang memanfaatkan uap yang berasal dari
air mendidih pada tekanan diatas 1 atm. Contohnya, pada proses vulkanisasi karet.
Untuk membunuh bakteri pada peralatan kedokteran digunakan otoklaf. Dengan
menggunakan alat ini maka dapat dicapai suhu diatas 100°C sehingga bakteri pun
mati.

3. Alat penyulingan air

Benda lain yang memanfaatkan sifat kalor adalah alat penyuling
air (destilasi). Alat penyulingan air dilengkapi dengan alat pendingin yang
disebut kondensor. Di dalam kondensor dialiri air dingin secara terus menerus
menyelubungi pipa. Sementara pipa sendiri mengaliri uap-uap panas dari labu
didih kebotol Erlenmeyer. Cara kerja alat penyulingan air dapat digambarkan
sebagai berikut:

 Mula-mula air dalam labu dipanaskan hingga mendidih.

 Leher labu ditutup dengan gabus yang dilengkapi dengan termometer.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 34

 Uap panas yang terbentuk kemudian mengalir melalui pipa yang
dilingkupi oleh alat pendingin (kondensor).

 Ketika melewati alat pendingin uap panas berubah menjadi tetes-tetes
embun.

 Tetes-tetes embun ini kemudian mengalir ke dalam botol Erlenmeyer.
Dengan demikian kita mendapat air suling yang dapat diminum.

Gambar 1.7 Alat Penyulingan Air

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 35

E. Kalorimeter

Sobat Pintar yuk kita lanjut ke topik berikutnya! Kalorimeter adalah alat yang
digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan
kalor jenis suatu zat. Kalorimeter menggunakan teknik pencampuran dua zat di dalam
suatu wadah. Jika kalor jenis suatu zat diketahui, maka kalor jenis zat lain yang dicampur
zat tersebut dapat dihitung.

Gambar 1.8 Kalorimeter

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 36

Latihan Soal

1. Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram
yang memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/groC,
tentukan suhu akhir logam!

2. 500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air
yang bersuhu 0oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, dan kalor lebur es
adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam
kilokalori!

3. Es bermassa 0,2 kg dicampur dengan teh hangat bermassa 0,2 kg. Suhu es = –
10oC, suhu teh hangat = 40oC. Kalor jenis es = 2100 J/kg Co, kalor jenis air =
4200 J/kg Co, kalor lebur air = 334.000 J/kg. Jika es dan teh hangat dicampur
dalam sistem tertutup terisolasi, tentukan suhu akhir campuran.

4. Timah bermassa 2 kilogram mempunyai kalor jenis 1400 J.kg-1C-1. Banyaknya
kalor yang diserap timah untuk menaikkan suhunya dari 50oC sampai 100oC
adalah…

5. terlihat massa sebuah aluminium 500 gram bersuhu 10⁰C. kemudian menyerap
kalor sebesar 1.5 kilojoule sehingga suhunya naik menjadi 20⁰C.
Berapa kalor jenis aluminium tersebut ?

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 37

Evaluasi

i. Pilihan Ganda

Klik gambar dibahawah ini untuk menampilkan dan mengerjakan soal pilihan ganda

ii. Essai

1. Massa teh panas = 0,4 kg, massa es = 0,2 kg, suhu es batu = -10oC, suhu teh panas
= 90oC. Jika keduanya dicampur, berapakah suhu akhir campuran ?

2. Sebuah bola memiliki jari-jari R = 4 cm dan suhu 400 K. jika emisivitas benda
tersebut adalah 1, maka tentukan besar radiasi yang dipancarkan oleh benda
tersebut setiap detiknya?

3. 100 gram air bersuhu 70oC disiramkan pada balok es bersuhu 0oC hingga semua
es melebur. Jika kalor lebur es 0,5 kkal/kg dan kalor jenis air 1 kkal/kgoC,
tentukan massa es yang melebur.

4. Sebuah panci berisi air penuh dengan volume 6 liter. Air dalam panci tersebut
kemudian dipanaskan, sehingga mengalami kenaikan suhu sebanyak 80oC.
Berapakah volume air yang akan tumpah dari panci tersebut? (koefisien muai air
= 0,004/oC)

5. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu
30oC. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100oC. Jika αtembaga =
1,8 × 10-5/oC dan γ air = 4,4 × 10-4/oC. Berapa volume air yang tumpah saat itu?

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 38

Daftar Pustaka

Al Qharomo, Mozaik. 2018. “ Contoh Soal Perpindahan Kalor Secara Konduksi,
Konveksi dan Radiasi”. https://www.gammafisblog.com/2018/11/contoh-soal-konduksi-
konveksi-radiasi.html, diakses pada 17 November 2018.

Kabar Harian, 2021. “ Pengertian Konduksi, Jenis-jenis dan Contohnya” ,
https://www.google.com/amp/s/m.kumparan.com/amp/kabar-harian/pengertian-konduksi-
jenis-jenis-dan-contohnya-1wfnOzz0Emh, diakses pada 7 Oktober 2021 pukul 11.20

Setyawan, Aditya. 2021. “14 Contoh Soal Konversi Suhu 2021 : Rumus, Jawaban
& Download PDF”, https://www.kursiguru.com/contoh-soal-konversi-suhu/, diakses
pada 8 Oktober 2021.

Supervisor, Blog MIPA. 2018. “Kalor dan Perubahan Wujud Zat,Rumus, Contoh
Soal dan Pembahasan”, https://www.fisikabc.com/2018/04/kalor-dan-perubahan-wujud-
zat.html, diakses pada 11 April 2018.

Sains, Seru. 2018. “Materi Lengkap Suhu Dan Kalor Fisika Sma Serta
Contohnya”, http://www.sainsseru.com/2018/01/materi-suhu-dan-kalor-fisika-sma.html,
diakses pada 2018 pukul 10.52.

Supervisor, Blog MIPA. 2018.” Asas Black Pengertian, Bunyi, Rumus Contoh
Soal dan Penerapannya”, https://www.fisikabc.com/2018/06/asas-black.html?m=0,
diakses pada 01 Juni 2018.

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 39

Glosarium

A

Asam Sulfat : Isolator:

adalah asam mineral yang kuat. Zat ini adalah materi dimana muatan listrik tidak dapat
larut dalam air pada semua lewat dengan bebas, sehingga menjadikannya
perbandingan. Asam sulfat mempunyai hampir mustahil untuk menghasilkan arus listrik
banyak kegunaan dan merupakan salah dengan pengaruh medan listrik.
satu produk utama industri kimia.
J
D
Joule:
Destilasi:
adalah satuan SI untuk energi dengan basis unit
adalah suatu metode pemisahan bahan kg.m²/s². Nama joule diambil dari penemunya
kimia berdasarkan perbedaan James Prescott Joule. Joule disimbolkan dengan
kecepatan atau kemudahan menguap huruf J. Istilah ini pertama kali diperkenalkan
bahan. Dalam penyulingan, campuran oleh Dr. Mayer of Heilbronn.
zat dididihkan sehingga menguap, dan
uap ini kemudian didinginkan kembali K
ke dalam bentuk cairan.
Kalor:
F
adalah salah satu bentuk energi yang bisa
Freon: berpindah dari benda dengan suhu yang lebih
tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah jika
adalah zat cair yang bertugas menyerap keduanya dipertemukan atau bersentuhan.
panas laten pada sistem AC melalui
proses penguapan di evaporator. Kalori:
Tentunya kegunaan Freon ini sangat
berguna untuk AC mobil. AC mobil adalah nilai atau satuan yang menunjukkan
merupakan sistem pendingin ruangan seberapa banyak jumlah energi yang bisa
atau kabin mobil sehingga udara di diperoleh dari makanan dan minuman.
dalamnya terasa sejuk.
Konduksi:
I
adalah penjalaran kalor tanpa disertai
perpindahan bagian-bagian zat

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 40

perantaranya. Penjalaran ini biasanya dalam hukum Stefan–Boltzmann yang
terjadi pada benda padat. Kalor menyatakan bahwa total intensitas
mengalir pada konduktor dari sisi yang yang dipancarkan pada semua panjang
bersuhu tinggi ke sisi yang bersuhu
rendah. gelombang meningkat selagi suhunya
meningkat pada suatu benda hitam yang
Konduktor: sebanding dengan pangkat 4 dari suhu
termodinamikanya.
adalah suatu material yang mudah
menghantarkan arus listrik. Sifat Kondensor:
hantarannya adalah memindahkan
elektron-elektron dari satu titik adalah sebuah komponen AC mobil yang
kelistrikan ke titik kelistrikan lainnya berfungsi mengubah freon dalam bentuk gas
secara mudah. Kegunaan utama dari menjadi bentuk cair melalui suatu proses
penghantar listrik adalah mengalirkan kondensasi. Secara sederhana, cara kerja
arus listrik. kondensor AC mobil adalah sebagai heat
exchanger, yakni pengubah gas freon menjadi
Konduktivitas: cairan bertekanan tinggi, kemudian dialirkan ke
expansion valve.
adalah ukuran dari kemampuan suatu
bahan untuk menghantarkan arus L
listrik. Jika suatu beda potensial listrik
ditempatkan pada ujung-ujung sebuah Ludwig Eduard Boltzmann:
konduktor, muatan-muatan
bergeraknya akan berpindah, adalah fisikawan Austria. Lahir di Wina, ia
menghasilkan arus listrik. belajar di perguruan tinggi yang ada di sana.
Kemudian, ia mengajar pada berbagai institusi
Konveksi Alamiah: di Austria dan Kekaisaran Prusia, berpindah dari
satu institusi ke institusi lain.
adalah metode perpindahan panas di
mana cara alami mempengaruhi M
gerakan fluida. Tidak ada pengaruh dari
fakta eksternal. Pergerakan molekul Marmer:
dalam fluida ini disebabkan oleh
perbedaan massa jenis di berbagai adalah batuan hasil proses metamorfosa atau
wilayah fluida yang sama. malihan dari batu gamping. Pengaruh suhu dan
tekanan yang dihasilkan oleh gaya endogen
konstanta Stefan: menyebabkan terjadi rekristalisasi pada batuan
tersebut membentuk berbagai foliasi mapun
adalah kosntanta yang disimbolkan non foliasi.
dengan huruf Yunani σ (sigma), yang
merupakan konstanta kesebandingan Mengembun:

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 41

adalah perubahan wujud benda ke adalah unsur kimia pada tabel periodik
wujud yang lebih padat, seperti gas dengan simbol Hg dan nomor atom 80.
menjadi cairan. Kondensasi terjadi Unsur golongan logam transisi ini
ketika uap didinginkan menjadi cairan, berwarna keperakan dan merupakan
tetapi dapat juga terjadi bila sebuah satu dari lima unsur yang berbentukcair
uap dikompresi menjadi cairan, atau dalam suhu kamar, serta mudah
menguap.
mengalami kombinasi dari pendinginan
dan kompresi. T

Melebur: Timbal:

adalah proses yang menghasilkan adalah salah satu unsur golongan IVA yang
perubahan fase zat dari padat ke cair. merupakan unsur logam berwarna abu-abu
Energi internal dari zat padat meningkat kebiruan, mempunyai kerapatan yang tinggi,
mencapai temperatur tertentu saat zat mempunyai massa atom 207,2 sma, nomor
ini berubah menjadi cair.Benda yang atom 82, dengan titik lebur 600,65°K dan titik
telah mencair sepenuhnya disebut didih 2023°K. Larut dalam HNO3 pekat, sedikit
benda cair. larut dalam HCl dan H2SO4 encer pada suhu
kamar.
`N
Termal zat:
Nitrogen:
suatu besaran intensif bahan yang
adalah suatu unsur kimia dalam tabel menunjukkan kemampuannya untuk
periodik yang memiliki lambang N dan menghantarkan panas. Panas yang di transfer
nomor atom 7. Unsur yang juga disebut dari satu titik ke titik lain melalui salahsatu dari
sebagai zat lemas ini pertama kali tiga metode yaitu konduksi, konveksi, dan
ditemukan dan diisolasi oleh dokter radiasi.
berkebangsaan Skotlandia Daniel
Rutherford pada tahun 1772.

R

Radiasi:

mendeskripsikan setiap proses di mana
energi bergerak tanpa melalui media
atau melalui ruang, dan akhirnya
diserap oleh benda lain.

Raksa:

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 42

Riwayat Penulis

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 43

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 44

Suhu dan Kalor untuk SMA kelas XI 45