Materi Lengkap Suhu dan Kalor Kelas 7 SMP Beserta Soal Latihan dan Kunci Jawabannya

Penjelasan Ringkas Suhu dan Kalor

1. Suhu

   • Suhu adalah ukuran tingkat panas atau dinginnya suatu benda.
   • Satuan suhu dalam SI adalah Kelvin (K), tetapi sering juga digunakan Celcius (°C) dalam kehidupan sehari-hari.
   • Alat untuk mengukur suhu disebut termometer.

2. Kalor

   • Kalor adalah bentuk energi yang berpindah akibat perbedaan suhu antara dua benda.
   • Satuan kalor dalam SI adalah Joule (J).
   • Kalor dapat menyebabkan perubahan suhu atau perubahan wujud zat.
     • Perubahan suhu: Menggunakan rumus $Q=mc\mathrm{\Delta }T$
     • Perubahan wujud: Menggunakan rumus $Q=mL$

3. Hubungan Suhu dan Kalor

   • Semakin banyak kalor yang diserap oleh suatu benda, suhunya akan meningkat (jika tidak terjadi perubahan wujud).
   • Kalor mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah hingga suhu keduanya seimbang.

Contoh: Ketika kita memanaskan air, kalor dari api berpindah ke air sehingga suhu air meningkat.

Perbedaan antara suhu dan kalor

Berikut adalah perbedaan antara suhu dan kalor:

Aspek	Suhu	Kalor
Definisi	Ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.	Energi panas yang berpindah karena perbedaan suhu.
Satuan	Kelvin (K) atau Celcius (°C).	Joule (J).
Sifat	Besaran pokok.	Besaran turunan.
Pengaruh	Tidak langsung mengubah wujud zat, hanya menggambarkan tingkat panas/dingin.	Dapat menyebabkan perubahan suhu dan wujud zat.
Alat Pengukur	Termometer.	Tidak ada alat khusus, dihitung dengan rumus.
Hubungan	Tidak bergantung pada massa benda.	Bergantung pada massa benda, kalor jenis, dan suhu benda ($Q=mc\mathrm{\Delta }T$).

Contoh:

• Suhu: Termometer menunjukkan suhu air adalah 50°C.
• Kalor: Untuk menaikkan suhu air dari 30°C menjadi 50°C, diperlukan sejumlah energi kalor.

Kalor adalah energi yang menyebabkan perubahan suhu, sedangkan suhu adalah ukuran tingkat panas suatu benda.

Manfaat Suhu dan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari

Manfaat Suhu

1. Pengukuran Cuaca dan Iklim

   • Termometer digunakan untuk mengukur suhu udara, yang membantu menentukan kondisi cuaca dan iklim.

2. Kesehatan

   • Mengukur suhu tubuh untuk mendeteksi demam atau kondisi kesehatan lainnya.

3. Industri

   • Suhu digunakan untuk mengontrol proses produksi, seperti pada pembuatan makanan, logam, atau obat-obatan.

4. Kenyamanan Hidup

   • Sistem pendingin (AC) dan pemanas ruangan (heater) mengatur suhu agar nyaman bagi manusia.

Manfaat Kalor

1. Memasak dan Pengolahan Makanan

   • Kalor dari api atau alat masak membantu memanaskan dan memasak makanan.

2. Pembangkitan Energi

   • Digunakan dalam pembangkit listrik untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik.

3. Perubahan Wujud Zat

   • Kalor memungkinkan proses seperti mencairkan es, mendidihkan air, atau mengubah uap menjadi cair.

4. Teknologi Penyimpanan Energi

   • Kalor digunakan pada perangkat seperti termos untuk menjaga suhu tetap stabil.

5. Industri

   • Kalor digunakan dalam peleburan logam, pengeringan, atau pembuatan produk kimia.

Kesimpulan:
Suhu membantu kita memahami tingkat panas/dingin suatu benda, sedangkan kalor membantu kita melakukan perubahan fisik dan kimia melalui energi panas. Keduanya sangat penting untuk mendukung aktivitas manusia dan teknologi modern.

Alat Mengukur Suhu dan Kalor

Berikut adalah alat-alat yang digunakan untuk mengukur suhu dan kalor:

Alat untuk Mengukur Suhu

1. Termometer

   • Digunakan untuk mengukur suhu benda atau lingkungan.
   • Jenis-jenisnya:
     • Termometer Raksa: Menggunakan cairan raksa, cocok untuk suhu tinggi.
     • Termometer Alkohol: Menggunakan alkohol berwarna, cocok untuk suhu rendah.
     • Termometer Digital: Menggunakan sensor elektronik untuk hasil yang cepat dan akurat.
     • Termometer Infrared: Mengukur suhu tanpa kontak, sering digunakan di bidang medis dan industri.

2. Thermocouple

• Alat elektronik yang mengukur suhu dengan memanfaatkan perubahan tegangan listrik.
• Digunakan dalam industri karena bisa mengukur suhu yang sangat tinggi.

Alat untuk Mengukur Kalor

1. Kalorimeter

   • Alat untuk mengukur jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu benda.
   • Prinsip kerja: Mengukur perubahan suhu pada air di dalam wadah setelah terjadi pertukaran kalor.
   • Digunakan dalam eksperimen fisika dan kimia, seperti mengukur kalor jenis bahan.

2. Alat Pemanas dengan Sensor Daya

   • Kombinasi alat pemanas dan sensor daya (Watt) dapat digunakan untuk menghitung kalor secara tidak langsung melalui energi listrik yang diserap.

Catatan:

• Suhu adalah besaran yang lebih mudah diukur langsung menggunakan termometer.
• Kalor biasanya dihitung berdasarkan data perubahan suhu, massa benda, dan kalor jenis menggunakan rumus $Q=mc\mathrm{\Delta }T$.

Contoh Soal Suhu dan Kalor

Berikut adalah 5 contoh soal latihan tentang suhu:

Soal 1 (Konversi Suhu)

Suhu suatu benda diukur dan hasilnya adalah 30°C. Hitung suhu benda tersebut dalam skala Kelvin dan Fahrenheit!
(Gunakan rumus: $K=\mathrm{°}C+273$ dan $F=\frac{9}{5}\mathrm{°}C+32$)

Soal 2 (Perubahan Suhu Akibat Pemanasan)

Sebuah logam bermassa 2 kg dipanaskan dari suhu 25°C menjadi 75°C. Jika kalor jenis logam tersebut adalah 900 J/kg°C, hitunglah kalor yang diperlukan!
(Gunakan rumus: $Q=mc\mathrm{\Delta }T$)

Soal 3 (Keseimbangan Suhu)

100 gram air bersuhu 90°C dicampur dengan 200 gram air bersuhu 30°C dalam wadah tertutup. Berapa suhu akhir campuran jika tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan?
(Gunakan rumus: $m_1{c}_1(T_1-T_{akhir})=m_2{c}_2(T_{akhir}-T_2)$, dengan $c_1=c_2$)

Soal 4 (Perubahan Suhu Lingkungan)

Sebuah termometer menunjukkan suhu udara 27°C pada siang hari. Ketika malam tiba, suhu turun sebesar 15°C. Berapa suhu udara saat malam?

Soal 5 (Efek Suhu pada Pemuaian)

Sebuah batang logam dengan panjang 1 meter dipanaskan dari suhu 20°C menjadi 120°C. Jika koefisien muai panjang logam tersebut adalah $0,00001\mathrm{/}\mathrm{°}C$, hitunglah pertambahan panjang batang logam tersebut!
(Gunakan rumus: $\mathrm{\Delta }L=L_0\alpha \mathrm{\Delta }T$)

Berikut adalah 5 contoh soal latihan tentang kalor:

Soal 1 (Kalor yang Dibutuhkan untuk Meningkatkan Suhu)

Sebuah benda bermassa 500 gram dipanaskan dari suhu 20°C menjadi 60°C. Jika kalor jenis benda tersebut adalah 400 J/kg°C, hitunglah kalor yang diperlukan!
(Gunakan rumus: $Q=mc\mathrm{\Delta }T$)

Soal 2 (Kalor untuk Perubahan Wujud)

0,5 kg es pada suhu 0°C dilebur menjadi air pada suhu yang sama. Jika kalor lebur es adalah 336.000 J/kg, berapakah kalor yang diperlukan untuk meleburkan es tersebut?
(Gunakan rumus: $Q=mL$)

Soal 3 (Perpindahan Kalor)

500 gram air pada suhu 80°C dicampur dengan 300 gram air pada suhu 20°C. Berapakah suhu akhir campuran jika tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan?
(Gunakan rumus: $m_{1}c(T_1-T_f)=m_{2}c(T_f-T_2)$)

Soal 4 (Kalor pada Sistem Tertutup)

Sebuah logam bermassa 2 kg dipanaskan hingga mencapai suhu 100°C dan kemudian dicelupkan ke dalam 1 kg air bersuhu 25°C. Setelah mencapai kesetimbangan, suhu akhirnya adalah 35°C. Jika kalor jenis air adalah 4.200 J/kg°C dan kalor jenis logam adalah 900 J/kg°C, hitunglah kalor yang dilepaskan oleh logam!
(Gunakan rumus: $Q=mc\mathrm{\Delta }T$)

Soal 5 (Efisiensi Penggunaan Kalor)

Sebuah pemanas air memiliki daya 1000 Watt dan digunakan untuk memanaskan 2 kg air dari suhu 30°C ke 80°C. Jika kalor jenis air adalah 4.200 J/kg°C:
a. Hitung kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air.
b. Hitung waktu yang diperlukan oleh pemanas untuk memanaskan air hingga suhu tersebut.

Share this post