Suhu dan Kalor

Fisika Kelas 7 SMP — Ringkasan materi berdasarkan Panduan Fisika Kemendikbud 2025

Tujuan Pembelajaran

  • Memahami pengertian suhu dan kalor.
  • Mengenal alat ukur suhu dan cara kerjanya.
  • Mengidentifikasi cara perpindahan kalor dan penerapannya.

Apa itu Suhu?

  • Suhu = ukuran derajat panas atau dingin suatu benda.
  • Suhu berkaitan dengan energi kinetik rata‑rata partikel.
  • Satuan umum: derajat Celsius (°C) dan Kelvin (K).

Skala Suhu

  • Celsius (°C): titik beku 0°, titik didih 100° pada tekanan 1 atm.
  • Kelvin (K): K = °C + 273,15 (unit SI untuk suhu).
  • Fahrenheit (°F): konversi °C = (°F - 32) × 5/9.
Skala termometer

Alat Ukur Suhu

  • Termometer raksa/alkohol: cairan memuai terhadap suhu.
  • Termometer digital: sensor elektronik, cepat dan akurat.
  • Termokopel: untuk suhu sangat tinggi, berdasarkan beda potensial.
Termometer

Cara Kerja Termometer Raksa/Alkohol

  • Cairan memuai ketika suhu naik, naik di tabung kapiler.
  • Skala pada tabung menunjukkan nilai suhu.
  • Perlu kalibrasi dan hati‑hati (raksa beracun).

Pengertian Kalor

  • Kalor = energi yang berpindah karena perbedaan suhu.
  • Bukan sama dengan suhu: kalor mengukur energi, suhu mengukur tingkat panas.
  • Satuan: joule (J) atau kalori (cal).

Rumus Dasar Kalor

  • Q = m × c × ΔT
  • Q = kalor (J), m = massa (kg), c = panas jenis (J/kg·K), ΔT = kenaikan suhu (K/°C).
  • Digunakan untuk menghitung energi yang diperlukan/terlepas.
Ilustrasi kalor

Kapasitas dan Panas Jenis

  • Kapasitas kalor: jumlah kalor untuk menaikkan suhu seluruh benda 1°C.
  • Panas jenis (c): kalor untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebanyak 1°C.
  • Contoh: air c ≈ 4186 J/kg·°C (nilai penting dalam perhitungan).

Perpindahan Kalor: Tiga Cara

  • Konduksi: melalui zat padat atau antarpartikel yang bersentuhan.
  • Konveksi: aliran fluida panas yang bergerak (cair/gas).
  • Radiasi: pemancaran gelombang elektromagnetik (tanpa medium).
Konduksi panas

Konduksi

  • Terjadi pada benda padat (contoh: sendok besi menjadi panas di panci).
  • Dipengaruhi konduktivitas termal bahan, luas penampang, dan beda suhu.

Konveksi

  • Perpindahan kalor melalui pergerakan fluida (udara/air).
  • Contoh: air panas naik, udara panas pada pemanas ruangan.
Konveksi air panas

Radiasi

  • Kalor dipancarkan tanpa media melalui gelombang (mis. sinar matahari).
  • Dapat diterima atau dipantulkan oleh permukaan benda.
  • Contoh aplikasi: pemanasan sinar inframerah, teropong panas.
Sinar matahari memanaskan

Perhitungan Sederhana

  • Contoh: Panaskan 0,5 kg air dari 20°C → 60°C. Q = m c ΔT = 0,5×4186×40 ≈ 83.720 J.
  • Gunakan satuan konsisten (kg, J, °C atau K).

Perubahan Wujud & Kalor Laten

  • Kalor laten = kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud tanpa mengubah suhu.
  • Rumus: Q = m × L (L = kalor laten lebur atau uap).
  • Contoh: es mencair di 0°C membutuhkan kalor lebur.

Penghantar vs Isolator Panas

  • Penghantar (konduktor): logam, tembaga, aluminium — cepat menghantarkan panas.
  • Isolator: kayu, plastik, udara — menghambat aliran panas.
  • Penerapan: panci dengan gagang isolator, bahan isolasi rumah.
Isolator dan konduktor

Penerapan Sehari‑hari

  • Termometer untuk kesehatan dan cuaca.
  • Kulkas mendinginkan makanan dengan mengeluarkan kalor.
  • Desain rumah: ventilasi dan isolasi untuk kenyamanan termal.
Dapur dan penggunaan panas

Eksperimen Sederhana untuk Kelas

  • Bandingkan pemanasan air di panci berbeda — amati waktu dan suhu.
  • Uji konduktivitas: pegang sendok logam vs sendok plastik di air panas.
  • Gunakan termometer digital untuk mencatat suhu tiap menit.

Kesimpulan

  • Suhu dan kalor berbeda: suhu ukur tingkat panas, kalor adalah energi yang berpindah.
  • Panas jenis, konduksi, konveksi, dan radiasi penting dalam memahami perpindahan energi.
  • Penerapan konsep ini relevan untuk kehidupan sehari‑hari dan teknologi.

Lanjutan & Aktivitas

  • Kerjakan latihan perhitungan Q = m c ΔT di buku panduan.
  • Lakukan eksperimen sederhana sebagai tugas praktik.
Diskusi Kelas