Kalor Dan Perubahan Wujud

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa energi kalor dapat mengubah wujud suatu benda, dalam hal ini saya akan menggunakan air sebagai contohnya.
Air dalam suhu yang amat rendah (-40o Celcius ) akan berbentuk sebagai es yang berwujud padat, sedangkan pada suhu 0o Celcius air akan mengalami perubahan wujud dari padat ( es ) menjadi cair. Suhu air akan terus mengalami kenaikan ketika dipanaskan, yang pada akhirnya hinga di titik 100o Celcius akan mengalami perubahan wujud dari cair menjadi gas ( uap air ).
Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar dibawah :

Gambar diatas menunjukkan grafik perubahan wujud air mulai dari fase es pada suhu -40o Celcius hingga menjadi uap air pada suhu 120o Celcius.
Perhatikan grafik yang diberi warna merah dan hijau !! Hal ini dimaksudkan untuk membedakan antara fase dimana air mengalami kenaikan suhu dan fase dimana air mengalami perubahan wujud.
Pelu diingat bahwa :
1. Ketika air mengalami perubahan wujud maka air TIDAK mengalami perubahan suhu.
2. Sedangkan, ketika air mengalami perubahan suhu maka air TIDAK mengalami perubahan wujud.
dikarenakan hal ini maka kita mengenal dua jenis rumus untuk menghitung besarnya energi kalor.
energi kalor dilambangkan dengan huruf Q dengan satuan Joule ( J ).
Q = M. C. Δ T    ( digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase kenaikan suhu )
ket :
M     = Massa ( Kg )
C     = Kalor Jenis ( J/KgC )
Δ T  = Perubahan Suhu ( C )
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.
Q  = M. L     ( digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase perubahan wujud )
ket :
M     = Massa ( Kg )
L      = Kalor Laten ( J/Kg )
Kalor Laten adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat. Kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
contoh soal :
Tentukan energi kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan es yang memiliki massa 2 Kg dan bersuhu -20o Celcius hingga menjadi air yang bersuhu 70o Celcius ( Kalor jenis air = 4.200 Joule/kg°C, Kalor lebur es = 334.000 J/kg, Kalor jenis es= 2.090 Joule/kg°C )
Pembahasan :
Untuk mengerjakan soal ini, maka kamu harus mengetahui bahwa ada tiga fase yang terjadi :
1. Fase perubahan suhu es dari -20o C menjadi es bersuhu 0o C.
2. Fase perubahan wujud es menjadi air pada suhu 0o C.
3. Fase perubahan suhu air dari 0o C menjadi es bersuhu 70o C.
Maka kita harus menghitung satu per satu energi kalor dari setiap fase.
Fase 1 :
Q1 = M. C. Δ T
Q1 = 2 x 2.090 x 20    << menggunakan kalor jenis es bukan kalor jenis air
Q1 = 83.600 Joule
Fase 2 :
Q2 = M. L
Q2 = 2 x 334.000
Q2 = 668.000 Joule
Fase 3 :
Q3 = M. C. Δ T
Q3 = 2 x 4.200 x 70   << baru menggunakan kalor jenis air
Q3 = 588.000 Joule
Maka kita jumlahkan hasil dari ketiga fase tersebut dan didapatkan hasil akhir senilai :
83.600 + 668.000 + 588.000 = 1.339.600 Joule