BAB I
SUHU DAN KALOR
A. Suhu
Suhu atau temperatur adalah besaran
yang menunjukkan derajat panas atau dingin suatu benda. Ketika kita memanaskan
atau mendinginkan suatu benda sampai pada suhu tertetu, beberapa sifat fisik
benda berubah. Sebagai contoh: ketika memanaskan sebatang besi, besi akan
memuai, begitu pula ketika mendinginkan air sampai suhu dibawah nol, air
tersebut akan menjadi es.
1. Sifat termometrik zat
Sifat termometrik zat adalah
sifat-sifat zat yang berubah ketika suhunya berubah. Sifat-sifat tersebut
adalah: warna, volume, tekanan dan daya hantar listrik.
2. Mengukur suhu (Panas) dengan
termometer Untuk mengukur suhu suatu benda digunakan termometer.
3. Jenis termometer
a. Termometer bimetal, Alat ini bekerja
berdasarkan prinsip bahwa logam akan memuai jika dipanaskan.
b. Termometer hambatan
Alat ini
bekerja berdasarkan prinsip bahwa bila seutas kawat logam dipanaskan, hambatan listrik
akan bertambah.
c. Termometer gas
Bila
sejumlah gas yang dipanaskan volumenya dijaga tetap, tekanan akan bertambah.
Sifat termometrik inilah yang digunakan untuk mengukur suhu pada termometer
gas.
d. Termokopel
Perbedaan
pemuaian antara 2 logam yang kedua ujungnya disentuh di manfaatkan pada
termokopel.
B. Perubahan
Akibat Perubahan Suhu
Suhu menunjukkan energi yang dimiliki
oleh suatu benda. Energi panas dapat mengubah benda. Beberapa benda akan
mengalami pemuaian. Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang dapat
menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena
kalor atau panas. Tetapi sebaliknya, benda dapat mengalami penyusutan.
Penyusutan adalah perubahan suatu benda yang menjadi berkurangnya panjang,
lebar, dan luas karena terkena suhu dingin. Pemuaian dan penyusutan
bisa terjadi pada logam, udara, dan air. Berikut ini adalah beberapa contoh
pemuaian dan penyusutan benda karena perubahan suhu dalam kehidupan
sehari-hari.
Penggunaan Termometer Tahukah kamu cara
menggunakan termometer klinis atau termometer badan? Termometer akan
ditempelkan ke beberapa bagian tubuh seperti dalam mulut atau ketiak. Tujuannya adalah untuk mengukur suhu panas
tubuh. Setelah beberapa lama, cairan di
dalam termometer akan naik karena terjadi pemuaian setelah mendapatkan panas
dari tubuh. Cairan akan berhenti pada angka tertentu untuk menunjukkan suhu
tubuh. Ketika termometer tidak
digunakan, akan kembali turun karena mengalami penyusutan
C. Pengaruh Kalor Pada Suhu Benda
Pengaruh kalor terhadap benda
berbeda-beda sesuai dengan benda tersebut. Besarnya kalor yang diterima atau
dilepaskan oleh sebuah benda bergantung pada beberapa factor. Antara lain massa
benda, jenis benda, dan perubahan suhu pada benda tersebut.
Hubungan kalor dengan ketiga factor
tersebut adalah:
1. Kalor yang diperlukan sebanding
dengan massa benda. Semakin besar massa benda semakin besar kalor yang
diperlukan.
2. Kalor yang diperlukan sebanding
dengan kalor jenis benda. Untuk jenis benda yang berbeda tetapi massanya
sama, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama ternyata besarnya
berbeda bergantung pada jenis bendanya.
3. Kalor yang diberikan sebanding
dengan kenaikan suhu benda. Untuk jenis dan massa benda yang sama, jumlah
kalor yang diberikan besarnya mempengaruhi kenaikan suhu
benda. Makin banyak kalor yang diberikan kepada benda, semakin besar
kenaikan suhu benda.
D.
Perbedaan Suhu dan Panas
Indra peraba, seperti telapak tangan
tidak dapat menentukan secara tepat derajat panas dan dingin suatu benda.
Tangan hanya dapat memperkirakan panas dan dingin suatu benda. Tangan tidak
dapat menjelaskan berapa nilai derajat panas atau dinginnya suatu benda. Pernahkah kamu pergi berkemah ke daerah
pegunungan? Ketika malam hari saat kamu berkemah di daerah pegunungan, kamu akan
merasakan bahwa cuaca di sekitarmu terasa dingin sehingga kamu memerlukan jaket
tebal untuk menghangatkan tubuhmu. Lain halnya dengan penduduk yang tinggal di
dataran tinggi seperti daerah pegunungan. Mereka tidak terlalu merasakan hawa
dingin karena mereka sudah terbiasa dengan hawa dingin di pegunungan. Hal tersebut, membuktikan bahwa indra peraba
tidak dapat digunakan untuk mengukur derajat panas suatu benda karena setiap
orang memiliki perbedaan dalam merasakan suhu di sekitarnya. Nah, dalam ilmu pengetahuan
alam untuk menyatakan tingkat panas dinginnya suatu keadaan digunakan suatu
besaran yang disebut suhu atau temperatur. Panas (kalor) dan suhu adalah dua
hal yang berbeda. Energi panas merupakan
salah satu energi yang dapat diterima dan dilepaskan oleh suatu benda. Ketika
sebatang logam dipanaskan dengan api, batang logam tersebut mendapatkan energi
panas dari api. Energi panas membuat
batang logam tersebut menjadi panas.
Ketika batang logam tersebut panas, suhunya meningkat. Ketika batang logam menjadi dingin, suhunya
menurun. Suhu adalah besaran yang
menyatakan derajat panas suatu benda. Suhu suatu benda menunjukkan tingkat
energi panas benda tersebut. Satuan suhu
yang digunakan di Indonesia adalah derajat Celcius (°C). Alat untuk mengukur
suhu disebut termometer. Satuan panas dinyatakan dalam kalori dan diukur dengan
kalorimeter.
Tahukah kamu? Termometer pertama kali
dibuat pada tahun 1592 oleh seorang ilmuwan Italia bernama Galileo Galilei yang
menggunakan udara dan air. Pada tahun
1714, ilmuwan Jerman bernama Daniel Gabriel Fahrenheit membuat termometer yang
berisi air raksa. Dan pada tahun 1742, ilmuwan Swedia bernama Andres
Celsius menemukan termometer yang
menggunakan skala ukuran 100. Di Indonesia, termometer yang banyak digunakan saat
ini adalah termometer Celsius yang menggunakan ukuran 0 hingga 100 derajat.
E.
Perpindahan
Panas atau Kalor
Pernahkah kamu membantu ibumu memasak
sayur? Tahukah kamu mengapa api kompor dapat memanaskan air dalam panci
sehingga sayuran yang ada di dalamnya menjadi matang? Ketika kamu memasak
sayuran, panas dari api kompor berpindah ke dalam panci. Kemudian, panas
tersebut berpindah ke dalam air sehingga air menjadi panas dan sayuran yang ada
di dalamnya menjadi matang. Peristiwa tersebut membuktikan bahwa panas dapat
berpindah. Letak matahari dari planet kita ini sangat jauh, yaitu sekitar
152.100.000 km (Seratus lima puluh dua juta seratus ribu kilometer). Akan tetapi, panas dari matahari dapat
berpindah atau merambat ke planet kita sehingga kita dapat merasakan hangatnya
sinar matahari. Andai saja panas matahari tidak dapat berpindah ke bumi,
dapatkah kamu membayangkan bagaimana keadaan bumi kita ini? Panas berpindah
dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Bagaimana
panas dapat berpindah? Panas dapat berpindah melalui tiga cara yaitu konduksi,
konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah cara perpindahan panas melalui zat
perantara seperti benda padat. Contoh konduksi adalah panci logam yang panas
karena diletakkan di atas kompor yang berapi. Konveksi adalah perpindahan panas
yang disertai dengan perpindahan bagian zat perantaranya. Misalnya, air di
dalam panci yang dipanaskan hingga mendidih. Sedangkan radiasi adalah cara
perpindahan panas dengan pancaran yang tidak membutuhkan zat perantara.
Peristiwa radiasi yang terjadi sehari-hari adalah sinar matahari yang sampai ke
bumi dan menghangatkan udara serta makhluk hidup di bumi.
1. Konduksi Perpindahan
Kalor Secara Konduksi
Proses perpindahan kalor melalui
suatu zat tanpa diikuti perpindahan bagian-bagian zat itu disebut
konduksi atau hantaran. Umumnya, perpindahan kalor secara konduksi terjadi
pada zat padat.Misalnya,
salah satu ujung batang besi kita panaskan. Akibatnya, ujung besi yang lain
akan terasa panas. Coba perhatikan gambar berikut
Pada batang besi yang dipanaskan,
kalor berpindah dari bagian yang panas ke bagian yang dingin. Jadi, syarat
terjadinya konduksi kalor pada suatu zat adalah adanya perbedaan suhu. Berdasarkan
kemampuan menghantarkan kalor, zat dapat dikelompokkan menjadi dua golongan,
yaitu konduktor dan isolator. Konduktor adalah zat yang mudah menghantarkan
kalor (penghantar yang baik). Isolator adalah zat yang sulit menghantarkan
kalor (penghantar yang buruk).
Agar kamu lebih
mudah memahami peristiwa konduksi, mari kita lakukan kegiatan ini. Peristiwa
konduksi dapat diumpamakan dengan kegiatan memindahkan buku secara estafet yang
dilakukan oleh kamu dan teman-temanmu. Buku yang dipindahkan secara estafet
kita upamakan sebagai kalor dan orang
yang memindahkannya sebagai zat perantaranya. Ketika kamu dan teman-temanmu
memindahkan buku secara estafet, yang berpindah hanya buku itu saja. Sedangkan
kamu dan temanmu sebagai perantara tetap diam di tempat, tidak berpindah.
Begitu pula dengan peristiwa konduksi. Hanya kalor yang berpindah, zat
perantaranya tetap.
Saat kamu
membuat teh dan memegang salah satu ujung sendok yang dimasukkan ke dalam air
panas apa yang terjadi? Lama-kelamaan
ujung sendok yang kamu pegang juga akan terasa panas. Peristiwa tersebut
merupakan salah satu contoh perpindahan kalor secara konduksi. Pada perpindahan
kalor secara konduksi, kalor akan berpindah dari benda bersuhu tinggi menuju
benda yang suhunya lebih rendah. Peristiwa konduksi juga dapat kamu jumpai pada
saat kamu memasak. Pada saat kamu menggoreng, ujung spatula yang kamu pegang
akan terasa panas walaupun ujungnya tidak bersentuhan dengan api kompor.
Setrika listrik merupakan alat yang cara kerjanya menggunakan prinsip perpindahan
panas secara konduksi. Ketika setrika dihubungkan dengan arus listrik maka arus
listrik akan mengalir melalui elemen pemanas. Panas dari elemen akan berpindah
kebagian alas besi setrika yang tebal.
2.
Perpindahan Panas atau Kalor secara
Konveksi
Perpindahan
kalor secara konveksi ialah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan
zat perantaranya. Umumnya peristiwa perpindahan kalor secara konveksi terjadi
pada zat cair dan gas. Zat yang menerima kalor akan memuai dan menjadi lebih
ringan sehingga akan bergerak ke atas. Saat zat yang lebih ringan tersebut
pindah ke atas, molekul zat yang ada di atasnya akan menggantikannya. Konveksi dapat terjadi pada zat cair dan gas.
a. Konveksi pada Zat Cair
Syarat terjadinya
konveksi pada zat cair adalah adanya pemanasan. Hal ini disebabkan
partikel-partikel zat cair ikut berpindah tempat.
b. Konveksi pada Gas
Konveksi terjadi pula pada gas,
misalnya udara. Seperti halnya pada air, rambatan (aliran) kalor dalam
gas (udara) terjadi dengan cara konveksi. Beberapa peristiwa yang terjadi
akibat adanya konveksi udara adalah sebagai berikut.
1) Adanya angin laut.
Angin laut terjadi pada siang hari. Pada siang hari, daratan lebih cepat
menjadi panas daripada lautan sehingga udara di daratan naik dan
digantikan oleh udara dari lautan.
2) Adanya angin darat,
Angin darat terjadi pada malam hari. Pada malam hari, daratan lebih cepat
menjadi dingin daripada lautan. Dengan demikian, udara di atas lautan
naik dan digantikan oleh udara dari daratan.
3) Adanya sirkulasi
udara pada ruang kamar di rurnah
4) Adanya cerobong
asap pabrik.
Perpindahan secara konveksi dapat
diumpamakan dengan kegiatan memindahkan setumpuk buku dari satu tempat ke
tempat lain. Ketika kamu memindahkan buku tersebut ke tempat lain, tentu kamu
akan ikut bersama dengan buku-buku tersebut. Jika buku-buku itu diumpamakan
sebagai energi panas dan kamu adalah medianya, maka perpindahan kalor dengan
cara konveksi akan menyertakan perantaranya
Peristiwa konveksi terjadi pada saat
merebus air. Air yang letaknya dekat dengan api akan mendapat panas sehingga
air menjadi lebih ringan. Air akan bergerak ke atas dan digantikan oleh air
yang ada di atasnya. Demikian seterusnya. Perpindahan kalor secara konveksi
juga mengakibatkan terjadinya angin darat dan angin laut. Angin darat terjadi
karena udara di darat pada malam hari lebih cepat dingin daripada udara di
laut, sehingga udara yang berada di atas laut akan naik dan udara dari darat
akan menggantikan posisi udara yang naik tadi. Angin laut terjadi karena pada
siang hari daratan lebih cepat panas dibandingkan di laut, sehingga udara di
darat akan naik dan udara dari laut akan mengalir ke darat menggantikan tempat
udara yang naik tadi. Keadaan ini digunakan para
nelayan untuk pergi melaut pada malam
hari dan kembali ke darat pada pagi atau siang hari. Sedangkan contoh peristiwa
konveksi yang lain adalah penggunaan cerobong asap pada pabrik. Apakah di
rumahmu dipasang jendela ventilasi? Pemanfaatan ventilasi sebagai sirkulasi
udara di dalam rumah juga memanfaatkan perpindahan panas secara konveksi
3. Perpindahan
Kalor secara Radiasi
Proses perpindahan kalor tanpa zat perantara disebut radiasi atau
pancaran. Kalor diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik,
gelombang radio, atau gelombang cahaya. Misalnya, radiasi panas dari api
Apabila kita berdiam di dekat api unggun, kita merasa hangat. Kemudian,
jika kita memasang selembar tirai di antara api dan kita, radiasi kalor
akan lerhalang oleh tirai itu. Dengan demikian, kita dapat mengatakan
bahwa:
Kalor dari api unggun atau matahari dapat dihalangi
oleh tabir sehingga kalor tidak dapat merambat. Ada beberapa benda yang
dapat menyerap radiasi kalor atau menghalanginya. Alat yang digunakan untuk
mengetahui atau menyelidiki adanya radiasi disebut termoskop, seperti
yang tampak pada gambar berikut:
Dari hasil penyelidikan dengan menggunakan termoskop,
kita dapat mengetahui bahwa:
1) Permukaan yang hitam dan kusam
adalah penyerap atau permancar radiasi kalor yang
baik.
2) Permukaan yang putih dan mengkilap adalah penyerap atau pemancar radiasi yang buiruk.
2) Permukaan yang putih dan mengkilap adalah penyerap atau pemancar radiasi yang buiruk.
Bagaimana panas matahari dapat sampai ke
bumi? Kalor dari panas matahari tidak dapat berpindah secara konduksi, karena
udara yang terdapat dalam atmosfer termasuk konduktor yang paling buruk. Kalor
dari matahari pun tidak dapat menghantar secara konveksi karena antara matahari
dan bumi terdapat ruang hampa yang tidak menghantarkan kalor. Jadi, kalor dari
matahari merambat ke bumi tanpa melalui zat perantara. Proses perpindahan kalor
yang tidak memerlukan zat perantara dinamakan radiasi. Dapatkah kamu memberikan
contoh lainnya perambatan kalor secara radiasi? Ketika kamu dan temanteman mu
pergi ber kemah ke pegunungan, udara di pegunungan sangat dingin. Untuk
menghangatkan badan, kamu perlu membuat api unggun. Nah, panas dari api unggun
tersebut dapat sampai ke tubuhmu tanpa melalui zat perantara. Perpindahan panas
seperti ini dikatakan secara radiasi. Pernahkah kamu pergi ke luar rumah pada
siang hari yang terik dengan menggunakan baju hitam? Apa yang kamu rasakan? Ketika kamu keluar rumah pada siang
hari yang terik dengan menggunakan baju hitam, badanmu akan terasa panas. Hal
ini disebabkan warna hitam merupakan penyerap kalor radiasi yang paling baik.
Benda-benda berwarna hitam
lebih banyak menyerap kalor dan
memantulkan sebagian kalor jika dibandingkan dengan benda-benda yang berwarna
putih dan berkilap. Sebaliknya, pada malam hari orang yang memakai baju hitam
merasa lebih dingin daripada orang yang mengenakan baju putih. Tahukah kamu
mengapa hal ini dapat terjadi? Hal tersebut dapat terjadi karena pakaian yang
berwarna hitam menyerap kalor yang dikeluarkan tubuh
Energi kalor dapat dicegah untuk berpindah dengan
mengisolasi ruang tersebut. Misalnya, pada penerapan beberapa peralatan
rumah tangga, seperti termos dan setrika listrik.
a. Termos
Mengapa permukaan di dalam botol termos
mengilap? Dindinnya berlapis dua ruang di antara kedua
dinding itu dihampakan. Dengm demikian, zat cair yang ada di dalamnya
tetap panas untuk waktu yang relatif lama. Termos dapat
mencegah perpindahan kalor, baik secara konduksi, konveksi,
maupun radiasi.
b. Setrika Listrik
Mengapa pakaian yang disetrika menjadi halus
atau tidak kusut? Di dalam setrika listrik terdapat filamen dari bahan
nikelin yang berbentuk kumparan. Kurnparan nikelin ini ditempatkan pada
dudukan besi. Ketika listrik mengalir, filamen setrika listrik menjadi
panas. Panas ini dikonduksikan pada dudukan besi dan akhirnya dikonduksikan
pada pakaian yang disetrika. Dengan demikian, setrika mengkonduksi kalor pada pakaian yang disetrika.
G. Perubahan
Wujud Benda
1.
Membeku dan mencair
Membeku merupakan proses perubahan
wujud dari cair ke padat. Peristiwa ini disebabkan oleh proses pendinginan.
Contoh membeku terjadi pada : air yang di masukan ke kulkas lama-lama akan
berubah menjadi es, gula merah yang terbuat dari nira kelapa yang dimasak, dan
agar-agar yang dibiarkan lama kelamaan akan mengeras. Sementara itu, mencair
merupakan proses perubahan wujud benda dari padat menjadi cair. Peristiwa ini
disebabkan oleh proses pemanasan. Contoh peristiwa mencair terjadi pada : mentega
yang dipanaskan, es yang dibiarkan di udara terbuka, dan gula pasir yang
dipanaskan.
2.
Menguap dan mengembun
Menguap merupakan peristiwa
perubahan wujud dari cair menjadi gas. Pristiwa ini disebabkan oleh pemanasan.
Contoh peristiwa menguap: bensin dibiarkan di udara terbuka, minyak kayu putih
dibiarkan terbuka, dan baju basah dijemur lama-kelamaan akan mengering.
Sementara itu, mengembun merupakan peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi
cair, peristiwa ini disebabkan oleh pendinginan. Contoh pengembunan : titik air
embun dipagi hari. Peristiwa tersebut merupakan salah satu contoh peristiwa
mengembun.
3.
Melenyap dan menyublin
merupakan peristiwa perubahan wujud dari padat
menjadi gas. Peristiwa ini disebabkan oleh pemanasan. Peristiwa melenyap dapat
dibuktikan menggunakan kamper. Kamper banyak digunakan sebagai pengharum
ruangandan lemari pakaian. Kamper sering juga dibutuhkan di kamar mandi /WC.
Kamper ini untuk menghilangkan bau yang tidak sedap. Bahkan dalam lemari es pun
sering di pasang kamper khusus. Kamper merupakan benda padat yang tergolong
unik. Kamper yang berada di udara terbuka akan segera berubah menjadi gas.
Peristiwa ini disebut melenyap. Gas kamper inilah yang mengakibatkan ruangan
sekitar berbau harum contoh peristiwa melenyap yang lain adalah pembuatan es
kering dari karbondioksida.
Perubahan wujud dari benda gas menjadi benda padat disebut
menyublin. Peristiwa ini ditunjukkan dalam pembentukkan salju. Pada saat udara
panas,air dari daratan akan menguap keangkasa menjadi uap air. Ketika diangkasa
telah dipenuhi dengan uap air dan suhu udara dingin,maka uap air tersebut
akhirnya berubah menjadi salju, salju kemudian turun kembali ke daratan.
Menurut Haryanto (2007) perubahan wujud benda terdiri
atas
a. Perubahan
Wujud Benda Padat Menjadi Benda Cair
Beberapa perubahan wujud benda terjadi dalam kehidupan sehari- hari. Contoh
setelah diaduk, butiran gula tidak tampak lagi. Gula pasir tidak hilang. Akan
tetapi, gula pasir mengalami perubahan wujud. Gula pasir larut di dalam teh panas.
Gula pasir berubah wujud dari padat menjadi cair. Ini membutikan bahwa rasa teh
yang semula tawar berubah menjadi manis Rasa manis menunjukkan
adanya gula. Perubahan wujud dari benda padat menjadi benda cair disebut
meleleh atau mencair atau melebur.
Di dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai berbagai perubahan
benda padat menjadi cair. Pernahkah kamu melihat orang memasak dengan
menggunakan margarine atau mentega? Margarin berbentuk padat. Akan tetapi, saat
terkena panas dari penggorengan, margarin akan mencair (meleleh). Margarin
berubah dari padat menjadi cair.
b. Perubahan
Wujud Benda Cair menjadi Benda Padat
Jika kita
memasukkan sekantong air ke dalam freezer, maka air akan berubah
menjadi es. Freezer adalah ruang pembekuan dalam lemari es. Air adalah benda
cair, sedangkan es merupakan benda padat. Jadi, benda cair dapat berubah
menjadi benda padat. Perubahan wujud ini disebut membeku.
c. Perubahan
Wujud Benda Cair Menjadi Benda Gas
Dalam
kehidipan kita sehari-hari, sering kita melihat orang tua memasak air minum.
Uap air mudah kamu lihat pada saat memasak air. Uap air juga mudah dilihat pada
saat air panas dituang. Ini menandakan bahwa benda cair dapat
berubah menjadi benda gas jka dipanaskan. Perubahan benda cair
menjadi benda gas disebut menguap.
d. Perubahan
Wujud Benda Gas Menjadi Benda Cair
Perubahan
wujud benda gas menjadi benda cair dapat kita lihat jika tutup gelas digunakan
untuk menutup cangkir atau gelas berisi minuman panas, kita akan melihat ada
butiran air di tutup cangkir. Butiran air itu berasal dari minuman panas yang
menguap. Uap minuman bergerak ke atas mengenai tutup gelas. Saat bersentuhan
dengan tutup gelas yang semula dingin, maka uap minuman itu berubah menjadi
butiran air. Perubahan wujud benda gas menjadi benda cair disebut mengembun
atau kondensasi.
e. Perubahan
Wujud Benda Padat Menjadi Benda Gas
Kamper
merupakan benda padat. Jika diletakkan diudara terbuka, kamper lama-kelamahan
akan habis. Kamper berubah menjadi gas yang menyebar di udara. Perubahan wujud
benda padat menjadi benda gas ini disebut menyublin.
Penjelasan:
1. Menyublin : Perubahan wujud padat
menjadigas
Contoh :
Kapur barus yang diletakkan dalam lemari pakaian akan habis dengan sendirinya.
2. Mencair : Perubahan wujud padat menjadi cair.
Contoh :
Es batu ditaruh di gelas berubah menjadi air.
3.
Menguap :Perubahan wujud cair mejadi
gas.
Contoh : Parfum disimpan di botol terbuka akan habis
4.
Membeku : Perubahan wujud cair
menjadi padat.
Contoh :
Air yang dimasukkan di freezer berubah menjadi es batu
5.
Mengembun : Perubahan wujud gas
menjadi cair.
Contoh :
Pembentukan awa
H. Bahan
Konduktor dan Isolator
Di sekitarmu terdapat banyak benda
dengan berbagai macam bahan. Pemilihan
bahan didasarkan pada sifat yang dimiliki bahan tersebut. Misalnya, benda yang dapat menghantarkan
panas dan benda yang tidak dapat menghantarkan panas. Ada benda yang mempunyai
kemampuan menghantarkan panas dengan baik. Ada pula benda yang tidak dapat
menghantarkan panas. Bahan yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut
dengan konduktor. Bahan yang tidak dapat menghantarkan panas disebut dengan
isolator. Sedangkan ada bahan yang sedikit dapat menghantarkan panas yang
disebut dengan bahan semikonduktor. Bahan konduktor yang sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari, biasanya terbuat dari bahan logam. Panci, wajan
penggorengan, dan beberapa peralatan masak di dapur terbuat dari logam. Jenis
logam yang paling sering digunakan un tuk membuat alat-alat tersebut antara
lain besi, aluminium, dan tembaga. Bahan yang tidak dapat menghantarkan panas
disebut isolator. Beberapa bahan yang
termasuk sebagai isolator, antara lain adalah kayu, kain, dan plastik.
Penggunaan bahan-bahan ini banyak sekali dijumpai di sekitar kita.
Penggunaan bahan konduktor dan isolator,
dapat diterapkan secara bersamaan pada sebuah alat. Perhatikanlah gambar di
bawah ini! Panci yang biasa digunakan
untuk memanaskan air ini terdiri atas bahan yang berbeda. Ada bahan yang
berfungsi sebagai konduktor, ada yang berfungsi sebagai isolator. Pada gambar
tersebut, terlihat bahwa penggunaan bahan isolator berguna untuk mencegah panas
dari sumber panas dialirkan ke pengguna panci.
Aliran panas berhenti pada bahan isolator karena bahan tersebut, tidak
dapat mengalirkan panas secara konduksi dari sumber panas. Sehingga, penggunaan
bahan isolator terutama untuk melindungi pemakai alat agar tidak kepanasan dan
dapat menggunakan alat tersebut sebagaimana mestinya.
Sejarah Termos
Hampir semua keluarga memiliki termos di
rumahnya. Termos memang sering digunakan untuk menyimpan air panas agar tetap
panas saat digunakan. Biasanya keluarga yang memiliki bayi yang memerlukan susu
setiap saat, menggunakan termos untuk menyimpan air panas. Termos adalah sebuah
benda yang biasanya berbentuk tabung seperti botol yang mempunyai dinding
berlapis. Benda ini dirancang berbentuk seperti kaca dengan bahan mengkilap
yang dapat menyimpan cairan agar tetap memiliki suhu seperti semula. Dengan
dinding dalam termos yang dirancang seperti kaca, maka kalor yang terdapat pada
air panas tersebut tidak bisa berpindah dengan cepat. Panas yang dikeluarkan oleh air panas tadi,
dapat ditahan oleh dinding dalam termos yang terbuat dari bahan mengkilap ini.
Sehingga air panas di dalamnya akan tetap hangat hingga beberapa saat
tergantung dari ketebalan dindingnya. Saat ini termos tidak hanya digunakan
untuk menyimpan air panas, tetapi juga untuk menyimpan air dingin agar tetap
dingin. Pencipta termos pertama kali pada tahun 1902 adalah James Dewar.
Penemuannya didorong oleh kebutuhannya untuk menjaga agar minuman bayinya tetap
hangat. Tetapi saat itu, untuk menjaga suhu minuman agar tetap hangat merupakan
hal yang sulit dilakukan, terutama dalam kondisi cuaca yang dingin seperti di
Eropa. Karena kebutuhan inilah, James Dewar menemukan cara membuat botol
hampa udara. Botol hampa udara, merupakan wadah dari kaca berdinding ganda
dengan ruang di antara dindingnya dikosongkan dan ditutup rapat untuk mencegah
agar panas tidak menjalar. Sementara dinding sebelah dalam botol tersebut,
dilapisi perak untuk mempertahankan panas. Botol hampa udara itulah yang
kemudian menjadi cikal bakal lahirnya termos. Botol hampa udara buatan James
Dewar dan penutup wol buatan mertuanya sampai sekarang dapat dilihat di Museum
Ilmu Pengetahuan, di London.
I.
Penggunaan Benda Konduktor dan Isolator
Kamu sudah tahu, bahwa panas dapat
berpindah dari satu tempat ke tempat lain melalui konduksi, konveksi, dan
radiasi. Ingat kembali, apa yang dimaksud dengan konduksi, konveksi, dan
radiasi? Pikirkan bersama dalam kelompok kecil! Barang-barang dalam kehidupan
sehari-hari banyak yang memanfaatkan sifat benda sebagai konduktor atau
isolator. Benda apakah itu? Selimut dan panci merupakan benda yang memanfaatkan
sifat ini. Selimut memerangkap udara. Udara adalah isolator, sehingga tidak
menghantarkan panas yang keluar dari tubuhmu. Dengan demikian, badanmu tetap
terasa hangat. Terbuat dari apakah panci? Panci terbuat dari bahan logam,
misalnya aluminium. Aluminium merupakan penghantar panas yang baik. Panci akan
menghantarkan panas ke makanan yang dimasak. Pegangan panci terbuat dari
plastik. Plastik merupakan isolator sehingga kamu tidak akan kepanasan ketika
memegangnya. Mesin mobil dan motor terbuat
dari bahan yang dapat menghantarkan panas. Mesin memerlukan panas untuk
memperoleh kinerja mesin yang ideal. Karena itu, mesin dibuat dari bahan
konduktor sebagai penghantar panas. Dari uraian di atas, kamu sudah tahu mana
bahan yang bersifat konduktor dan isolator. Selain selimut, dan panci, tentu
kamu dengan mudah menjumpai penggunaan benda yang bersifat konduktor dan
isolator dalam kehidupan sehari-hari.
Bahan Konduktor dan
Isolator di Sekitar Kita
Barang-barang dalam kehidupan
sehari-hari, banyak yang memanfaat kan
sifat benda sebagai konduktor atau isolator. Benda apakah itu? Selimut dan
panci merupakan benda yang memanfaatkan sifat ini. Bagaimana cara kerja selimut? Selimut
memerangkap udara. Udara adalah isolator sehingga tidak menghantarkan panas
yang keluar dari tubuhmu. Dengan
demikian, badanmu tetap terasa hangat. Jaket dan sarung tangan wol memiliki
cara kerja yang sama, yaitu untuk memerangkap udara agar badan tetap hangat dan
tidak kedinginan. Bagaimana dengan panci yang biasa digunakan di dapur? Panci
terbuat dari bahan logam, misalnya Aluminium. Aluminium merupakan penghantar
panas yang baik. Panci akan
menghantarkan panas ke makanan yang dimasak. Ada bagian pada panci yang justru
berfungsi sebagai isolator. Pegangan panci terbuat dari plastik. Plastik
merupakan isolator sehingga kamu tidak akan kepanasan ketika memegangnya. Oven
atau pemanggang, juga menggunakan prinsip perpindahan panas secara
konduksi. Dengan menggunakan bahan
konduktor seperti Aluminium, diharapkan panas dari sumber panas seperti kompor,
tidak keluar. Sehingga, panas tersebut dapat mematangkan kue atau masakan yang
dipanggang. Pemanggang biasanya berbentuk kotak dan tertutup. Bentuk yang
tertutup ini ingin memaksimalkan panas untuk mematangkan makanan secara merata.
Mesin mobil dan motor, terbuat dari bahan yang dapat menghantarkan panas. Mesin
memerlukan panas untuk memperoleh kinerja mesin yang ideal. Mesin juga
memerlukan energi listrik sehingga perlu bahan konduktor sebagai penghantar
listrik. Kamu tentu memiliki setrika di rumah. Dahulu, ketika listrik belum
banyak digunakan, masyarakat menggunakan bara arang sebagai sumber panas. Arang
hitam dibakar terlebih dahulu, setelah menjadi bara baru kemudian dimasukkan ke
dalam setrika. Setrika ditutup dengan pegangan yang terbuat dari kayu. Biasanya
setrika arang ini terbuat dari tembaga yang berat. Berbeda dengan setrika
listrik yang digunakan saat ini.
Sumber panas berasal dari aliran listrik
yang memanaskan kumparan di bagian bawah setrika. Agar panasnya sampai
dari kabel listrik ke pakaian maka pada
alas atau bagian bawah setrika dibuat dari bahan logam. Sedangkan bagian
pegangan setrika terbuat dari plastik yang bersifat isolator
0 komentar
Posting Komentar