KONSEP ESENSIAL KALOR DAN TERMODINAMIKA 1. Kalor atau panas adalah salah satu bentuk energi. 2. Kapasitas kalor atau kapasitas panas (C) suatu zat adalah besarnya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu (T) per satu derajat. Jadi C = Q/T. Nilai C tidak dapat dijadikan patokan untuk mengkarakterisasi suatu zat. Nilai C tidak memiliki arti fisis yang esensial. 3. Kapasitas kalor jenis (c) atau kapasitas panas jenis (c) yang biasa disingkat kalor jenis (c) atau panas jenis (c) merupakan karakteristik kapasitas panas per satuan massa. Jadi c= Q/T Q C = = m m m. T Beberapa nilai kalor jenis zat ditunjukkan dalam Tabel 1 di bawah. Dalam tabel ini tampak bahwa kalor jenis beberapa zat adalah berbeda-beda. Hal ini berarti bahwa untuk setiap gram zat-zat tersebut diperlukan jumlah kalor yang berbeda-beda untuk menaikan suhu zat-zat itu sebesar satu derajat. Nama Zat Aluminium Karbon Tembaga Timbal Perak Tungsten Tabel 1 Kalor jenis (c) (kal/gr.0C) 0,215 0,121 0,0923 0,0305 0,0564 0,0321 Apakah arti fisis dari angka-angka dalam kolom 2 pada Tabel 1 di atas? Diantara zat-zat dalam Tabel 1 di atas, untuk massa zat yang sama, zat manakah yang akan lebih mudah naik suhunya? 4. Berapakah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu derajat dari satu mol zat? Nah, untuk hal ini berarti kita berbicara kalor jenis khusus yang kita sebut kalor jenis molar, dan biasa diberi simbol cv. Kalor jenis molar adalah jumlah kalor yang harus diberikan kepada satu mol zat untuk menaikan suhu zat itu sebesar satu derajat. Kalor jenis molar (cv) untuk beberapa zat ditunjukan dalam Tabel 2 di bawah. Dalam Tabel 2 dapat dilihat, ternyata kalor jenis molar untuk setiap zat (kecuali karbon) adalah hampir sama, yaitu mendekati 6 kal/mol.0C. Angka 6 ini sesungguhnya angka Dulong-Petit Tabel 2 Massa Molekul (gr/mol) Nama Zat Aluminium Karbon Tembaga Timbal Perak Tungsten 27,0 12,0 63,5 207 108 184 Kalor jenis molar (kal/mol.0C) 5,82 1,46 5,85 6,32 6,09 5,92 5. Menurut Dulong-Petit, kalor jenis molar (cv) akan bernilai tetap dan tidak bergantung terhadap suhu. Hal ini bertentangan dengan hasil eksperimen. Ketidaksesuaian ini disebabkan oleh anggapan bahwa atom-atom di dalam zat padat bergetar bebas secara individual, seperti sebuah osilator klasik biasa. 6. Hasil penelitian menunjukan bahwa ternyata kalor jenis molar bergantung terhadap suhu, dan nilainya mendekati nol ketika suhu zat mendekati nol derajat Kelvin. Tetapi ketika suhu zat mendekati suhu kamar, ternyata nilai kalor jenis molar mendekati angka 6 kal/mol.0K. (Karena skala Kelvin sama dengan skala Celcius, perhatikan satuan suhu diganti dgn 0K). Hasil eksperimen dapat dijelaskan oleh teori Debye.Teori Debye menyatakan bahwa atom-atom dalam zat padat bergetar secara berpasangan (kopel) satu atom dengan atom berdekatan disekitarnya.
