Hubungan Antara Kalor dengan Energi Listrik

Energi kalor atau sering dikenal juga dengan energi panas merupakan salah satu bentuk energi. Kalor atau panas ialah suatu bentuk energi nan diterima oleh suatu benda nan menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya.

Kalor atau panas berbeda dengan suhu. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas nan diserap maupun nan dilepaskan oleh suatu benda. Sementara itu, suhu merupakan ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor pun bisa didefinisikan sebagai energi panas nan dimiliki suatu zat. Secara umum, buat mendeteksi adanya kalor atau panas nan dimiliki oleh suatu benda ialah dengan cara mengukur suhu benda tersebut.

Menurut sejarah, kalor atau panas berasal dari kata caloric . Energi kalor atau panas ditemukan oleh seorang pakar kimia berkebangsaan Perancis bernama Antonnie Laurent Lavoiser (1743-1794). Energi kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal).

Satu Kal sama dengan jumlah panas nan diperlukan buat memanaskan 1 gram air sebesar 1 derajat Celcius. Besar kecilnya kalor atau panas nan diperlukan suatu benda bergantung pada tiga faktor, yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan perubahan suhu.

Kapasitas kalor ialah banyaknya kalor nan dibutuhkan oleh suatu zat buat menaikkan suhu sebesar 1 derajat Celcius. Sementara itu, kalor jenis ialah banyaknya kalor nan dibutuhkan buat menaikkan 1 gram zat sebesar satu derajat Celcius.

Untuk mengetahui adanya kalor nan terdapat dalam suatu benda, benda tersebut bisa diukur sehingga kita dapat mengetahui berapa besar energi kalor nan dimiliki oleh benda tersebut. Jika suhu nan terdeteksi pada suatu benda tersebut bernilai tinggi, itu artinya kalor nan terdapat pada benda tersebut juga tinggi. Sebaliknya, jika suhu benda tersebut bernilai rendah, maka energi kalor nan dimiliki oleh benda tersebut juga rendah.

Berdasarkan hasil riset para pakar kimia dan fisika, besar kecilnya energi kalor nan dibutuhkan oleh suatu benda atau suatu zat bergantung pada tiga hal. Tiga hal tersebut ialah massa zat atau benda tersebut, jenis benda atau zat tersebut, serta perubahan suhu nan terjadi pada benda tersebut saat dilakukan percobaan.

Dengan demikian, kita dapat merumuskannya sebagai berikut.

Q = m.c (t2 - t1)

Keterangan :

Q ialah kalor nan dibutuhkan oleh zat atau benda (dengan satuan joule)

m ialah massa benda atau zat tersebut (dengan satuan kg)

c ialah kalor jenis benda (dengan satuan J/kg)

(t2 - t1) ialah perubahan suhu (dengan satuan C)

Kalor bisa dibagi menjadi 2 jenis, di antaranya:

1. Kalor nan dipakai buat menaikkan suhu.
2. Kalor nan dipakai buat mengubah wujud atau biasa disebut dengan kalor laten. Sementara itu, ada persamaan nan bisa digunakan dalam kalor jenis ini, yakni sebagai berikut.

Q = m.U atau Q = m.L

Keterangan :

Q ialah jumlah kalor laten (dengan satuan Joule)

m ialah massa benda atau zat (dengan satuan kg)

U ialah kalor uap (dengan satuan J/kg)

L ialah kalor lebur (dengan satuan J/kg)

Kalor merupakan sebuah bentuk energi sehingga dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk nan lain. Menurut Hukum Kekekalan Energi, energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor. Begitupun sebaliknya, energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik.

Besarnya energi listrik nan diubah atau diserap sama dengan besar kalor nan dihasilkan. Alat nan digunakan buat mengubah energi listrik menjadi energi kalor antara lain ketel listrik dan pemanas listrik.

Sementara itu, energi listrik sendiri merupakan perkalian antara waktu dengan daya di mana daya merupakan perkalian antara tegangan dengan arus listrik. Artinya, ada interaksi nan koheren antara energi listrik dengan panas atau energi kalor nan dihasilkan dari perkalian waktu dengan daya tersebut.

Konsep perubahan dan siklus energi seperti ini merupakan hal nan sulit buat didefinisikan secara absolut. Namun, dengan cara nan sederhana kita dapat meringkas perklaian tersebut dengan melihat bahwa antara energi listrik dengan energi kalor terdapat interaksi timbal balik seperti nan dimiliki oleh telur dan unggas.

Intinya, ada interaksi nan tak dapat dijelaskan antara energi listrik dengan energi kalor. Energi listrik dapat dihasilkan dari energi kalor nan tersedia di alam. Begitu juga sebaliknya, energi kalor juga dapat dihasilkan dari energi listrik.

Perpindahan kalor bisa dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu dengan cara konduksi, konveksi, dan radiasi.

Konduksi ialah perpindahan kalor melalui zat perantara. Selama terjadi perpindahan kalor, tak disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat perantaranya. Contohnya, jika sebuah logam nan salah satu ujungnya dipanaskan, dalam selang beberapa waktu, ujung lainnya pun akan terasa panas.

Hal ini menunjukkan bahwa pada batang logam tersebut terjadi perpindahan kalor dari bagian logam nan memiliki suhu tinggi ke bagian logam nan bersuhu rendah. Perpindahan kalor pada logam tak diikuti perpindahan massa.

Saat Anda memanaskan air di kompor menggunakan sebuah panci, akan terjadi perambatan kalor dari air nan ada di dalam panci ke permukaan secara konveksi. Perpindahan kalor seperti ini terjadi pada zat nan mengalir, seperti pada zat cair dan gas.

Perpindahan kalor secara konveksi berbeda dengan perpindahan kalor secara konduksi. Pada peristiwa konveksi terjadi gerakan massa atau gerakan partikel-partikel zat perantara. Sementara, pada peristiwa konduksi hal itu tak terjadi.

Radiasi ialah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada proses radiasi, kalor atau energi panas merambat tanpa memerlukan zat perantara. Hal ini berbeda dengan proses konduksi atau konveksi nan selalu membutuhkan medium.

Seperti nan sudah dijelaskan sebelumnya, energi panas dapat berubah menjadi energi lain. Dalam kehidupan sehari-hari, mungkin kita dapat melihatnya secara langsung. Namun, buat lebih jelasnya lagi, kita simak saja uraian berikut ini.

Salah satu contoh perubahan wujud energi nan dilakukan oleh energi kalor ialah perubahan kalor menjadi energi mekanik. Satu di antara beberapa contoh besar nan dapat kita lihat ialah dengan adanya mesin turbin uap.

Pada turbin uap, energi nan terdapat dalam uap air merupakan energi kalor. Energi kalor tersebut kemudian dikonversikan sehingga berubah wujud menjadi energi mekanik nan mampu menggerakkan mesin turbin uap.

Namun, perubahan wujud tersebut tak langsung terjadi begitu saja. Terdapat beberapa termin nan membuat energi kalor dalam uap air berubah menjadi energi mekanik nan mampu menghasilkan berbagai gerakan pada mesin turbin.

Pada awalnya, energi kalor tersebut dikonversikan terlebih dahulu menjadi energi kinetik. Pada termin ini, uap air mengalami akselerasi konvoi sehingga mampu mengubah dirinya menjadi energi nan lebih besar lagi.

Setelah munculnya disparitas kecepatan tersebut, barulah energi kinetik pada uap air mampu diubah menjadi energi mekanik sehingga dapat menggerakkan mesin turbin uap.

Selain perubahan dari energi kalor menjadi energi mekanik, masih banyak pula perubahan wujud nan terjadi dari energi kalor menjadi energi lain. Contoh sederhana nan sering kita temui tentu saja ialah energi panas nan berubah menjadi energi bunyi atau energi gerak.

Namun, sama halnya dengan perubahan wujud nan terjadi pada mesin turbin uap, energi kalor tersebut harus menghadapi beberapa termin agar dapat sampai pada perubahan wujud energi nan terakhir. Misalnya saja, energi kalor nan berubah menjadi energi mobilitas harus diubah terlebih dahulu menjadi energi listrik. Hal tersebut dapat kita lihat pada kipas angin nan mampu mengubah energi panas menjadi energi listrik, baru mengubahnya menjadi energi gerak.

Begitu juga dengan televisi dan radio nan merupakan energi bunyi, energi kalor nan terdapat di alam harus diubah terlebih dahulu menjadi energi listrik buat dapat mengubahnya menjadi energi bunyi.