Pengertian Kapasitas Kalor dan Contoh Soal

Sebelumnya blog Mafia Online ini sudah mengulas tentang definisi kalor dan kalor jenis. Pada postingan kali ini Mafia Online masih membahas tentang kalor yakni kapasitas kalor. Oke langsung saja.

Untuk suatu zat tertentu akan lebih memudahkan kita jika faktor massa (m) dan kalor jenis (c) dinyatakan sebagai satu kesatuan. Faktor m dan c ini biasanya disebut kapasitas kalor, yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar 1°C dan diberi simbol C.

Jadi, kapasitas kalor suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan antara kalor yang diberikan atau dilepaskan pada zat tersebut dengan perubahan suhu zat yang diakibatkan oleh pemberian atau pelepasan kalor tersebut. Secara matematis pernyataan tersebut dapat dirumuskan seperti berikut.

C = Q/ΔT

atau

Q  = C.ΔT

dengan:

C = kapasitas kalor zat (J/K atau J/°C)

Q = jumlah kalor yang diberikan pada zat (J)

ΔT = perubahan suhu zat, (K atau °C)

Hubungan antara kapasitas kalor C dengan kalor jenis c suatu zat dapat dirumuskan sebagai berikut.

C = m.c

dengan:

C = kapasitas kalor zat (J/°C)

m = massa zat (kg)

c = kalor jenis zat, (J/kg°C)

Pengukuran kapasitas kalor suatu benda untuk mencairkan es dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah alat yang namanya kalorimeter es seperti gambar di bawah ini.

Alat ini dibuat oleh Antonie Lavoisier (1743 – 1794) dan Pierre – Simon Laplace (1749 – 1827). Dengan menggunakan alat ini kita bisa mengukur jumlah kalor yang dilepaskan oleh suatu benda dari suhu yang sedang (pemanasan tidak terlalu tinggi) hingga menjadi dingin. Kemudian benda panas dimasukan ke dalam wadah yang ada di dalam kalorimeter es, lalu memasukan es di luar dari wadah tempat memasukan benda panas tersebut. Es tersebut akan mencair karena adanya benda panas di dalam wadah tersebut, namun suhunya tetap pada titik beku. Suhu benda panas tadi akan mendingin hingga mencapai suhu es. Es yang mencair tersebut dikeluarkan melalui bagian bawah alat kemudian ditimbang. Berat es yang mencair tersebut merupakan nilai kapasitas kalor benda tersebut.

Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang kapasitas kalor, silahkan pahami contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal 1

Berapakah kapasitas kalor dari 0,2 kg suatu zat yang mempunyai kalor jenis 2,5 kal/gr°C?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 0,2 kg = 200 gr

c = 2,5 kal/gr°C

Ditanya: C = ...?

Jawab:

C = m . c

C = 200 gr. 2,5 kal/gr°C

C = 500 kal/°C

Contoh Soal 2

Berapakah kapasitas kalor pada 100 mL suatu zat yang mempunyai kalor jenis 1,5 kal/gr° C dan massa jenis 1,3 gr/cm³?

Penyelesaian:

Diketahui:

V = 100 mL = 100 cm³

c = 1,5 kal/gr°C

ρ = 1,3 gr/cm³

Ditanya: C = ...?

Jawab:

Terlebih dahulu cari massa zat tersebut dengan rumus massa jenis suatu zat yakni:

ρ = m/V

m = ρ.V

m = 1,3 gr/cm³ . 100 cm³

m = 130 gr

C = m . c

C = 130 gr. 1,5 kal/gr°C

C = 195 kal/°C