Jawaban menurut kalian, korek manakah yang nyala lilin paling pertama

Berikut jawaban menurut kalian, korek manakah yang nyala lilin paling pertama. Sebelum kami uraikan contoh jawaban pada pertanyaan diatas. Kita akan ulas terlebih dahulu materi yang terkait pada pertanyaan diatas.

 

Kalor

Cobalah kalian mendekati salah satu jendela yang ada di kelas pada waktu siang hari yang terik. Pilihlah posisi di dekat jendela di mana sinar Matahari paling optimal ditangkap oleh kulit tangan kalian. Apakah kalian merasakan panas? Mengapa kulit kalian merasakan panas? Mengapa sinar Matahari pada siang hari menyebabkan kulit terasa panas? Apa yang dihantarkan atau dibawa sinar Matahari sehingga menyebabkan kulit terasa panas?

Apakah Kalor Itu Sama dengan Suhu?

Selain percobaan sederhana di atas, kalian mungkin pernah berdiri atau duduk-duduk bersama teman di dekat api unggun lalu badan kalian terasa hangat? Mengapa bisa demikian? Ketika itu energi yang menyebakan panas yang dibawa oleh sinar Matahari maupun api unggun mengalir ke kulit kalian.

Energi tersebut mengalir dari benda bersuhu tinggi (api unggun) ke benda bersuhu rendah (kulit). Energi tersebut dikenal sebagai kalor. Kalor secara alamiah mengalir dari benda bersuhu lebih tinggi (panas) ke benda yang bersuhu lebih rendah (dingin). Kalor tidak sama dengan suhu. Suhu adalah sifat suatu benda yang muncul setelah diberikan energi kalor. Terlepas benda tersebut suhunya menjadi tinggi atau tidak.

Kalor diukur dalam satuan kalori. Satu kalori adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 0 C dari 1 gram air. Satuan kalor dalam SI adalah Joule. Satu kalori sama dengan 4,184 Joule, dan sering dibulatkan menjadi 4,2 Joule.

Kenapa Benda yang Berbeda Nilai Suhunya Tidak Sama Ketika Diberikan Kalor yang Sama?

Pernahkah kalian memperhatikan di siang hari yang begitu terik, air yang berada di kolam, sungai atau danau tetap terasa dingin? Sedangkan aspal di jalan terasa begitu panas? Padahal mendapatkan terik Matahari yang sama. Mengapa bisa demikian? Apakah masing-masing benda atau zat memiliki kemampuan menyerap kalor yang berbeda-beda?

Air termasuk zat yang memiliki kalor jenis tinggi yang dapat menyerap banyak energi kalor dengan hanya sedikit perubahan suhu. Apa itu kalor jenis? Kalor jenis adalah jumlah energi panas yang diperlukan oleh 1 kg bahan tertentu untuk menaikkan suhunya sebesar 1 Kelvin.

Setiap bahan atau zat memiliki kalor jenis yang berbeda. Satuan kalor jenis adalah Joule per kilogram per Kelvin [J/ (kg. K)], atau dalam Joule per kilogram per derajat Celsius [J/ (kg. 0 C)]. Mengapa bisa sama? Hal ini dikarenakan bahwa perubahan suhu 1 Kelvin sama dengan 1 derajat Celsius.

Menurut kalian kenapa masing-masing benda bisa memiliki kalor jenis yang berbeda-beda? Apakah ada hubungannya dengan atom-atom atau molekul benda atau zat tersebut?

Tabel 3.1 menunjukkan bahwa kalor jenis air lebih tinggi dibandingkan dengan kalor jenis beberapa bahan lainnya. Air, alkohol dan bahan-bahan lain yang memiliki kalor jenis tinggi dapat menyerap banyak energi panas dengan sedikit perubahan suhu.

Bagaimana Menghitung Besar Kalor?

Keluarga kalian memiliki daging sapi mentah yang begitu banyak. Daging tersebut tidak akan habis dimasak dan dimakan oleh keluarga kalian sampai dua hari. Orang tua kalian kemudian menyimpannya di dalam lemari es agar daging tersebut awet. Informasi apa yang diperlukan oleh orang tua kalian agar penyimpanan daging tersebut sesuai yang diharapkan? Adakah hubungannya dengan suhu dan kalor?

Pada suhu berapa daging sapi tersebut di simpan di lemari es agar tetap awet selama beberapa hari? Bagaimana kita dapat mengetahui energi panas yang dilepaskan untuk mendapatkan suhu tersebut? Penurunan suhu karena disebabkan lepasnya kalor pada suatu benda tidak dapat diukur secara langsung.

Sekarang anggap saja daging sapi tersebut 10 kg dan suhu ruang adalah sekitar 27 o C. Agar daging tersebut membeku diperlukan suhu sebesar –10 o C. Kalian dan orang tua kalian sebenarnya sudah memiliki cukup informasi untuk menemukan kalor yang dikeluarkan oleh daging menggunakan persamaan di bawah ini.

Perubahan Energi Panas = Massa × Kalor Jenis × Perubahan Suhu
Q = m . c . ΔT

m adalah massa daging, c adalah kalor jenis daging, dan Δ (baca: delta) berarti “perubahan,” jadi “delta T” adalah perubahan suhu. “Perubahan” yang ditunjukkan oleh Q, merupakan simbol perubahan energi panas (benda menerima kalor atau melepas kalor).

ΔT = Takhir – Tawal

Apabila delta T positif, Q juga positif. Ini berarti bahwa benda mengalami kenaikan suhu dan mendapat energi panas (menerima kalor). Apabila delta T negatif, Q juga negatif. Benda kehilangan energi panas (melepas kalor) dan mengalami penurunan suhu.

Pada kasus daging sapi di atas adalah peristiwa melepas energi panas. Ayo kita hitung kalor yang dilepaskan daging sapi tersebut. Langkah-langkah penyelesaian yang dapat kalian lakukan adalah sebagai berikut.

Informasi yang diketahui adalah:
Massa daging, m = 10 kg
Kalor jenis, C, daging sapi adalah 3.500 J/(kg. K)
Suhu awal, Tawal = 27 °C
Suhu akhir, Takhir = –10 °C
ΔΤ = –10 °C – 27 °C = –37 °C = –37 K
Apa yang ditanyakan?
Perubahan energi panas (kalor yang dilepas), Q
Gunakan persamaan Q = m × c × ΔΤ
Penyelesaian:
Q = m × c × (Takhir – Tawal)
= 10 kg × 3.500 J/(kg. K) × (-37 K)
= –1.295.000 J
= –1.295 kJ

Untuk membekukan daging hingga suhu –10°C diperlukan energi sebesar 1.295 kJ. Besar energi tersebut dapat dikonversi menjadi besaran energi listrik, sehingga kalian mengetahui berapa besar listrik yang diperlukan pada lemari es yang diperlukan untuk membekukan daging sapi tersebut.

Percobaan Aktivitas 3.3

Kalian dapat membuat susunan percobaan seperti pada Gambar 3.8. Gambar tersebut menunjukkan percobaan beberapa batang korek api dengan posisi sudut dan jarak yang berbeda-beda dari api lilin.

Gambar 3.8 Posisi batang korek yang berbeda-beda pada lilin yang sedang menyala.

1. Menurut kalian, korek apa manakah yang nyala lilin paling pertama?

Jawaban : korek api yang nyala lilin paling pertama adalah korek api yang bagian paling atas yang menghadap tegak lurus ke arah api lilin.

2. Mengapa korek api dapat didekatkan lebih dekat pada bagian bawah nyala sebelum korek api mulai terbakar?

Jawaban : karena aliran udara panas menuju ke atas (udara panas massa jenisnya kecil dan mengapung).

3. Mengapa kalian tidak dapat mendekatkan kepala korek api dari arah atas menuju api lilin tanpa membuatnya terbakar?

Jawaban : tidak dapat mendekatkan kepala korek apik dari arah atas menuju api lilin tanpa membuatnya terbakar karena terkena panas api lilin.

4. Cobalah ubah semua posisi korek tadi menjadi sejajar dengan lilin? Amati apa yang terjadi.

Jawaban : panas api tidak mampu menyalakan korek api jika jarak terlalu jauh.