Tara Kalor Mekanik dan Listrik

Tara Kalor Listrik

Tara kalor listrik adalah perbandingan antara energi listrik yang diberikan terhadap panas yang di hasilkan

J = W/H [Joule/kalori]

teori yang melandasi tentang tara kalor listrik:
hukum joule dan azas black

Suatu bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Misalnya pada peristiwa gesekan energi mekanik berubah menjadi panas. Pada mesin uap panas diubah menjadi energi mekanik. Demikian pula energi listrik dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga dikenal adanya kesetaraan antara panas dengan energi mekanik/listrik, secara kuantitatif hal ini dinyatakan dengan angka kesetaraan panas-energi listrik/mekanik. Kesetaraan panas-energi
mekanik pertama kali diukur oleh Joule dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untuk
mengaduk air dalam kalorimeter sehingga air menjadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi
panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air
yang berada dalam kalorimeter. Energi listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah:

W = V.i.t [joule]

dimana :
V = beda potensial antara kedua ujung kawat tahanan [volt]
i = kuat arus listrik [ampere]
t = lamanya mengalirkan arus listrik [detik]

Energi listrik sebesar V.i.t joule ini merupakan energi mekanik yang hilang dari elektron-elektron
yang bergerak dari ujung kawat berpotensial rendah ke ujung yang berpotensial tinggi.

Energi ini berubah menjadi panas. Jika tak ada panas yang keluar dari kalorimeter maka panas yang timbul besarnya:

H = (M + Na).(ta – tm) [kalori]

dimana: M = m air.c air
Na = Nilai air kalorimeter (kal/g oC)
ta = suhu akhir air
tm = suhu mula-mula air

Banyak panas yang dihasilkan dari kalorimeter dapat dikompensasi dengan memulai percobaan pada suhu di bawah suhu kamar, dan mengakhirinya pada suhu di atas suhu kamar.

Energi kalor : (energi panas)
● dirumuskan : Q = m.c.∆t
● dimana :
Q = energi kalor (kal) ;
m = massa (kg) ; c = kalor jenis (kal/gr.ºC) ;
∆t = perubahan suhu (ºC)

Energi Listrik :
● dirumuskan : W = P.t = V.I.t
● dimana :
W = energi listrik (Joule)
P = daya listrik (watt) ; V = tegangan (volt) ;
I = arus listrik (amp) ; dan t = waktu (s)

Tara kalor listrik :
● energi kalor (Q) biasanya dinyatakan dalam satuan kalori
● energi listrik (W) biasanya dinyatakan dalam satuan Joule
● maka agar W dan Q dapat menjadi “setara” (sama nilainya), maka nilai W yang masih dalam Joule, harus diubah kedalam kalori, dimana nilai energi : 1 kal = 4,186 Joule
● nilai “4,186″ dikenal dengan nama “tara kalor-mekanik”
● Pada rumusan yang saudara tuliskan : Q = a. W
=> konstanta “a” adalah faktor pengali untuk mengubah satuan W (Joule) menjadi dalam satuan kalori, agar kedua ruas mempunyai satuan yang sama.
=> Jadi : a = 1/(4,186) = 0,239 → inilah “tara kalor-listrik”
=> artinya : 1 Joule = 0,239 kal

● Jika ternyata energi kalor (Q) sudah ndalam satuan Joule, maka kita tidak perlu lagi memakai “nilai kesetaraan” tsb, jadi boleh langsung kita tulis : Q = W
(kedua ruas sudah dalam satuan Joule)


Tara Kalor Mekanik

Pengertian Kalor

Pada permulaan abad 19 orang percaya bahwa kalor merupakan suatu zat yang dapat mengalir. Zat ini dinamakan kalorik d, terdapat dalam benda apa pun. Kalorik dapat berpindah ketil benda bersuhu tinggi bersentuhan dengan benda bersuhu renda

Namun, konsep kalor sebagai suatu zat tidak didukung oleh hasil eksperimen. Benjamin Thompson (1753-1814) adalah orang pertama yang menolak konsep kalorik. Ia melakukan eksperimen ketika sedang memimpin pembuatan meriam unt Jerman. la mendapati bahwa panas yang timbul karena gesek antara alat bor dengan meriam sebanding dengan kerja ya dilakukan oleh alat bor. Di Kelas VII telah dipelajari bahwa kerja (usaha) merupakan ukuran energi yang dimiliki suatu benda. Berarti, kalor merupakan suatu bentuk energi, bukan suatu zat.

Masalah yang timbul bagaimana menentukan hubung antara kalor dengan energi. Upaya untuk memecahkan masal ini dirintis oleh James Joule (1818-1889) dari Inggris. Ia melakukan eksperimen yang sangat terkenal (Gambar 3.1). Ia menyiapkan kalorimeter (A) yang didalamnya terdapat air. Kemudian, didalam kalorimeterjuga terdapa poros (B) yang dilengkapi dengan beberapa sudu (D). Poros bagian atas dilengkapi jentera (E) yang dibelit dengan sepotong tali melalui dua katrol (C). Pada masing-masing ujung tali digantungkan beban (m). Poros beserta sudu-sudu diputar dengan cara menjatuhkan beban (m) berulang kali dari ketinggian kira-kira 5 meter.

Usaha yang dilakukan oleh beban (m) dapat dihitung. Demikian pula kalor yang dihasilkan dalam kalorimeter. Kemudia, perbandingan antara usaha dengan kalor dapat diketahui. Ternyata, perbandingan antara usaha dengan kalor selalu tetap, yaitu 4,2 joule/kalori. Bilangan ini dinamakan tara kalor mekanik.

Satuan kalor

Perhatikan kembali satuan yang digunakan pada tara kalor mekanik, yaitu joule/kalori. Joule menyatakan satuan usaha,

Sedangkan kalori menyatakan satuan kalor. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan kandungan energi alam bahan makanan. Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi 200 kalori dan sepotong daging memiliki kandungan energi 600 kalori.