IPA Kelas 7

 

Materi IPA Kelas 7: Kalor dan Perubahannya

Kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah hingga dicapai kesetimbangan termal. Satuan SI untuk kalor adalah Joule (J), tetapi sering juga digunakan kalori (kal) (1 kal=4,2 J).

1. Kalor dan Perubahan Suhu

Besarnya kalor yang diserap atau dilepaskan suatu benda untuk mengubah suhunya bergantung pada massa, kalor jenis, dan perubahan suhu.

Q=m⋅c⋅ΔT

• Q = Kalor yang dibutuhkan/dilepaskan (Joule atau kal)
• m = Massa benda (kg atau gram)
• c = Kalor jenis benda (J/kg∘C atau kal/g∘C)
• ΔT = Perubahan suhu = T2​−T1​ (∘C)

Kalor Jenis (c): Banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1∘C.

2. Kalor dan Perubahan Wujud Zat

Kalor yang diserap suatu zat tidak selalu menaikkan suhu, tetapi juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat tanpa mengubah suhunya. Kalor ini disebut kalor laten.

• Mencair & Membeku (Kalor Lebur):

Q=m⋅L

• L = Kalor lebur (J/kg)
• Menguap & Mengembun (Kalor Uap):

Q=m⋅U

• U = Kalor uap (J/kg)

Perubahan Wujud Zat

• Menerima/Membutuhkan Kalor: Mencair (padat → cair), Menguap (cair → gas), Menyublim (padat → gas).
• Melepas Kalor: Membeku (cair → padat), Mengembun (gas → cair), Mengkristal/Mendeposisi (gas → padat).

3. Perpindahan Kalor

Kalor berpindah dengan tiga cara utama:

Cara Perpindahan	Penjelasan	Contoh Sehari-hari
Konduksi	Perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel zat tersebut. Umumnya terjadi pada benda padat.	Sendok logam menjadi panas saat digunakan mengaduk teh panas.
Konveksi	Perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel zat perantaranya. Terjadi pada zat cair dan gas (fluida).	Air yang mendidih saat direbus; terjadinya angin laut dan angin darat.
Radiasi	Perpindahan kalor tanpa memerlukan zat perantara (melalui gelombang elektromagnetik).	Panas matahari sampai ke bumi; hangatnya tubuh saat berada di dekat api unggun.

Konduktor & Isolator:

• Konduktor: Benda yang mudah menghantarkan panas (contoh: besi, tembaga, aluminium).
• Isolator: Benda yang sukar menghantarkan panas (contoh: kayu, plastik, kain, kaca).

4. Asas Black

Hukum kekekalan energi untuk kalor menyatakan bahwa dalam sistem tertutup:

Kalor yang dilepas=Kalor yang diterima

Qlepas​=Qterima​

Benda bersuhu tinggi akan melepas kalor, sedangkan benda bersuhu rendah akan menerima kalor hingga suhu keduanya sama (suhu akhir campuran).

bisa sekalian dengan contoh soal

Berikut adalah kumpulan contoh soal materi Kalor untuk kelas 7 SMP/MTs, lengkap dengan tingkatan dari dasar hingga latihan variasi soal.

Contoh Soal 1: Menghitung Kalor Perubahan Suhu (Dasar)

Soal:

Air sebanyak 2 kg dipanaskan dari suhu 30∘C sampai 80∘C. Jika kalor jenis air adalah 4.200 J/kg∘C, berapa besar kalor yang diperlukan?

Penyelesaian:

• Diketahui:

m=2 kg

ΔT=80∘C−30∘C=50∘C

c=4.200 J/kg∘C

• Ditanyakan: Q=…?
• Jawab:

Q=m⋅c⋅ΔT

Q=2⋅4.200⋅50

Q=420.000 Joule(atau 420 kJ)

Jawab: Kalor yang dibutuhkan adalah 420.000 Joule.

Contoh Soal 2: Menghitung Perubahan Wujud Zat (Kalor Laten)

Soal:

Sebongkah es bermassa 500 gram (0,5 kg) berada pada suhu 0∘C. Es tersebut hendak dileburkan seluruhnya menjadi air pada suhu 0∘C. Jika kalor lebur es adalah 336.000 J/kg, berapakah kalor yang dibutuhkan?

Penyelesaian:

• Diketahui:

m=0,5 kg

L=336.000 J/kg

• Ditanyakan: Q=…?
• Jawab:

Q=m⋅L

Q=0,5⋅336.000

Q=168.000 Joule(atau 168 kJ)

Jawab: Kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es adalah 168.000 Joule.

Contoh Soal 3: Penerapan Asas Black (Suhu Campuran)

Soal:

Air bermassa 200 gram bersuhu 90∘C dicampurkan dengan 100 gram air bersuhu 30∘C. Jika kalor jenis air sama, berapakah suhu akhir campuran (Tc​)?

Penyelesaian:

• Diketahui:

m1​=200 g (air panas, T1​=90∘C)

m2​=100 g (air dingin, T2​=30∘C)

c1​=c2​=c (karena sama-sama air, c bisa dicoret)

• Ditanyakan: Suhu akhir campuran (Tc​)?
• Jawab:

Menggunakan Asas Black:

Qlepas​=Qterima​

m1​⋅c⋅(T1​−Tc​)=m2​⋅c⋅(Tc​−T2​)

(Coret nilai c di kedua ruas)

200⋅(90−Tc​)=100⋅(Tc​−30)

18.000−200Tc​=100Tc​−3.000

18.000+3.000=100Tc​+200Tc​

21.000=300Tc​

Tc​=30021.000​=70∘C

Jawab: Suhu akhir campuran tersebut adalah 70∘C.

Contoh Soal 4: Pemahaman Konseptual (Perpindahan Kalor)

Soal:

Sebutkan jenis perpindahan kalor yang terjadi pada peristiwa berikut beserta alasannya!

1. Tutup panci terasa panas saat memasak air.
2. Terjadinya angin darat dan angin laut di pantai.
3. Badan terasa hangat saat berdiri di dekat api unggun.

Jawab:

1. Konduksi — Terjadi perambatan panas pada benda padat (logam panci) tanpa disertai perpindahan molekul tutup panci tersebut.
2. Konveksi — Terjadi pergerakan atau aliran udara (gas) akibat perbedaan massa jenis udara panas dan udara dingin.
3. Radiasi — Panas berpindah langsung dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan media/zat perantara.