Pengaruh Kalor terhadap Zat: Perubahan Wujud Zat

Kalor yang diserap suatu zat tidak selalu menyebabkan kenaikan suhu/temperatur zat tersebut. Kadangkala kalor yang diserap oleh suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut tanpa menaikkan suhunya, contoh es yang dipanaskan lama kelamaan akan menjadi air, sebaliknya air yang didinginkan, lama kelamaan akan menjadi es.

Zat dapat berada dalam tiga wujud, yaitu padat, cair, dan gas. Pada saat terjadi perubahan wujud, misalnya dari padat menjadi cair atau dari cair menjadi gas, selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Akan tetapi perubahan wujud tidak disertai dengan perubahan suhu.

 

a.       Proses melebur dan membeku

Perubahan wujud dari padat menjadi cair disebut mencair atau melebur, sebaliknya perubahan wujud zat dari cair menjadi padat disebut membeku. Grafik berikut adalah grafik proses meleburnya es dari temperatur -5°C hingga temperaturnya 0°C. Kemudian pada temperatur 0°C, es dipanaskan atau diberikan kalor, dan ternyata temperatur es tidak mengalami perubahan, tetapi es berubah wujud menjadi air. Berikut adalah grafik perubahan wujud dari es menjadi air:

Kalor yang dibutuhkan untuk melebur dusebut dengan kalor laten peleburan atau kalor lebur (L), sedangkan kalor yang dilepas ketika zat membeku disebut kalor laten pembekuan atau kalor beku (L). Hasil percobaan para ilmuan menunjukkan bahwa kalor lebir sama dengan kalor beku. Jadi kalor suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat untuk melebur seluruhnya pada titik leburnya. Jika suatu zat massanya m gram, untuk melebur seluruhnya dbutuhkan kalor sebesar Q joule. Berdasarkan definisi ini, kalor lebur zat (L) dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut,
                                                 Q = m I_f

Keterangan:

Q = jumlah kalor yang diberikan pada zat (Kal atau J)

m = massa zat (kg)

I_f  = kalor lebur zat (J/kg)

b. Proses menguap dan mengembun

Menguap merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi gas. Air di permukaan laut dan permukaan bumi menguap karena pengaruh pemanasan oleh sinar matahari. Setelah uap mencapai keadaan jenuh di udara, akan terjadi proses pengembunan, dan akan turun kembali ke bumi menjadi hujan

Ketika anda memanaskan air pada tekanan 1 atm, air akan mendidih pada suhu 100°C. Jika air tersebut terus dipanaskan, kalor yang diserap oleh air bukan untuk menaikkan suhunya, melainkan untuk mengubah wujud air menjadi uap pada suhu tetap 100°C. Setiap zat membutuhkan kalor yang berbeda untuk menguap. Untuk menguapkan 1 kg air dibutuhkan kalor yang berbeda dengan proses menguapkan 1 kg alkohol. Besar kalor yang digunakan unruk menguapkan zat disebut kalor penguapan atau kalor uap (L). Kalor uap suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan oleh satu satuan massa zat untuk menguap pada titik uapnya. Jika suatu zat massa m kg, untuk menguap pada titik didihnya diperlukan kalor sebesar Q joule. Berdasarkan definisi kalor uap, saat zat tersebut menguap akan berlaku persamaan,
                                                 Q = m I_v

Keterangan:      

Q = jumlah kalor yang diberikan pada zat (Kal atau J)

m = massa zat (kg)

I_v = kalor uap zat (J/kg)

Kebalikan dari proses penguapan disebut pengembunan. Pada proses pengembunan terjadi pembebasan kalor. Besarnya kalor yang dibebaskan oleh suatu zat ketika ketika terjadi pengembunan disebut kalor laten pengembunan atau kalor embun.

c. Proses mengkristal dan menyublim
      Menyublim merupakan peristiwa perubahan zat padat menjadi gas. dalam kehidupan sehari –hari kita mengenal kamper. Kamper yang dibiarkan di udara, berubah dari padat menjadi gas yang dapat kita rasakan dengan adanya bau wangi khas dari kamper tersebut. Sebaliknya ketika gas melepaskan kalor yang digunakan untuk merubah wujud gas menjadi padat disebut dengan peristiwa pengkristalan. Sama seperti penjelasan pada peristiwa peleburan maupan penguapan. 

Untuk menambah pemahaman Anda mengenai perubahan wujud benda, maka akan dijelaskan secara mikroskopik dalam video di bawah ini.

Sumber :

Karyono, dkk. 2009. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta: CV. Sahabat.

Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Zaelani, Ahmad. 2009. Fisika Untuk SMA/MA. Bandung: Yrama Widya