Kapasitas Kalor: Pengertian, Satuan, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Air satu panci ketika dimasak hingga mendidih memerlukan kalor tertentu. Kalor yang dibutuhkan 1 panci air agar suhunya naik 1oC disebut kapasitas kalor. Kapasitas kalor sebenarnya banyaknya energi yang diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikkan suhu benda sebesar satu derajat.

Pada sistem SI, satuan kapasitas kalor adalah J/K. Namun, karena di Indonesia suhu biasa dinyatakan dalam skala Celsius, maka satuan kapasitas kalor yang dipakai dalam artikel ini adalah J/oC. Selain itu, satuan kapasitas kalor juga dapat dinyatakan sebagai kal/oC. Kapasitas kalor dapat dirumuskan sebagai berikut.

C	=	Q	……….  Pers. (1)
		∆T

Keterangan:

Q = kalor yang diserap/dilepas (J)

C = kapasitas kalor benda (J/oC)

∆T = perubahan suhu benda (oC)

Tentunya kalian sudah mengetahui bahwa kalor jenis suatu zat dirumuskan sebagai berikut.

Q = mc∆T

c	=	Q	……….  Pers. (2)
		m∆T

Jika persamaan kapasitas kalor (persamaan 1) dibandingkan dengan persamaan kalor jenis (persamaan 2), maka akan diperoleh persamaan berikut.

c	=	C
		m

C = mc

……….  Pers. (3)

Keterangan:

C = kapasitas kalor benda (J/oC)

M = massa benda (kg)

c = kalor jenis benda (J/kgoC)

Poin Penting!

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1oC atau 1 K.

Contoh Soal 1:

Berapakah kalori kalor yang diperlukan untuk memanaskan 2 liter air dari 30oC menjadi 80oC jika massa jenis air = 1 gram/cm3 dan kalor jenis air = 1 kal/goC?

Penyelesaian:

Diketahui:

V = 2 liter = 2 × 103 cm3

∆T = 80oC – 30oC = 50oC

ρ = 1 g/cm3

c = 1 kal/goC

Ditanyakan: Q

Jawab:

m = ρ × V = 1 × 2 × 103 = 2 × 103 gram

Q = mc∆T

Q = (2 × 103 g)(1 kal/goC)(50oC)

Q = 105 kalori

Contoh Soal 2:

Berapakah kapasitas kalor dari 5 kg suatu zat yang mempunyai kalor jenis 2 kal/goC?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 5 kg = 5.000 g

c = 2 kal/goC

Ditanyakan: C

Jawab:

C = m × c

C = 5.000 g × 2 kal/goC

C = 10.000 kal/oC

Contoh Soal 3:

Air yang mula-mula bersuhu 10oC dipanaskan hingga bersuhu 35oC. Jika kapasitas kalor air tersebut adalah 12.558 J/oC, tentukan kalor yang diserap air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

∆T = 35oC – 10oC = 25oC

C = 12.558 J/oC

Ditanyakan: Q

Jawab:

Dari persamaan (1) kita peroleh:

C	=	Q
		∆T

Q = C × ∆T

Q = 12.558 J/oC × 25oC

Q = 313.950 joule

Contoh Soal 4:

Sepotong besi yang memiliki massa 3 kg, dipanaskan dari suhu 20oC hingga 120oC. Jika kalor yang diserap besi sebesar 135 kJ, tentukan kapasitas kalor besi dan kalor jenis besi?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

∆T = 120oC – 20oC = 100oC

Q = 135 kJ = 135.000 J

Ditanyakan: C dan c

Jawab:

■ Menentukan kapasitas kalor besi:

C	=	Q
		∆T

C	=	135.000 J
		100oC

C = 1.350 J/oC

■ Menentukan kalor jenis besi:

c	=	C
		m

c	=	1.350 J/oC
		3 kg

c = 450 J/kgoC

Contoh Soal 5:

Air yang memiliki temperatur 25oC dipanaskan dengan energi sebesar 1.000 kalori. Jika kapasitas kalor air 100 kal/oC, tentukan temperatur air setelah pemanasan tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

T0 = 25oC

Q = 1.000 kalori

C = 100 kal/oC

Ditanyakan: T

Jawab:

C	=	Q
		∆T

∆T	=	Q
		C

∆T	=	1.000 kal
		100 kal/oC

∆T = 10oC

Perubahan temperatur memiliki arti selisih antara temperatur akhir air setelah pemanasan terhadap temperatur awal, atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.

∆T = T – T0

T = ∆T – T0

T = 10oC – 25oC

T = 35oC

Jadi, temperatur akhir air setelah pemanasan adalah 35oC.