Materi SMP K13 Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 7 Semester 1 Bab 4 Suhu dan Kalor

Suhu dan Kalor, serta Kestabilan Suhu Tubuh

Suhu dan Kalor, serta Kestabilan Suhu Tubuh-BiarPintar.com – Suhu dan kalor merupakan dua hal yang berbeda namun memiliki keterkaitan. Kalor diukur dengan penanda suhu. Benda yang diberi kalor akan mengalami kenaikan suhu. Sedangkan benda yang melepas kalor suhunya akan turun.

Pengertian Suhu

Suhu merupakan salah satu dari tujuh besaran pokok.

Dalam fisika, suhu atau temperature diartikan sebagai besaran pokok yang menyatakan panas atau dinginnya suatu benda dalam wujud angka atau suhu adalah ukuran derajat panas atau dingin suatu benda.

Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer. Satuan suhu bermacam-macam ada celsius, kelvin, reamur, fahrenheit. Satuan suhu dalam sistem SI adalah kelvin.

Konsep Suhu

Suhu menunjukkan tingkat panas suatu benda. Suhu akan menunjukkan energi yang dimiliki suatu benda, dalam hal ini energi yang ditunjukkan adalah energi kalor/panas. Pada hakikatnya, suhu merupakan ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh molekul-molekul sebuah benda. Sebagai contoh, saat memanaskan sebuah besi, maka akan terjadi proses pemuaian pada besi tersebut sehingga besi bertambah panjang. Sebaliknya, saat mendinginkan air sampai pada suhu di bawah nol derajat, maka air akan membeku. Wujud benda yang bisa berubah akibat adanya perubahan suhu disebut sifat termometrik.

Pengertian Kalor

kalor yaitu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain karena adanya perubahan suhu. Kalor juga bisa dikatakan ukuran banyaknya panas.

Konsep Kalor

Kalor dapat berpindah/mengalir kepada benda lain karena adanya perbedaan suhu.Jika ada dua benda yang berhubungan satu sama lain dan memiliki perbedaan suhu, maka kalor akan mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang memiliki suhu yang lebih rendah. Kalor dapat menyebabkan perubahan suhu zat dan perubahan wujud pada suatu benda.

Kalor mengubah suhu zat

Jika suatu benda memiliki suhu lebih dari nol, maka benda tersebut dikatakan memiliki kalor. Tinggi atau rendah dari kalor inilah yang akan menentukan tingkat suhu benda tersebut. Apabila benda dipanaskan, maka benda tersebut menerima tambahan kalor sehingga suhunya meningkat. Sedangkan apabila benda tersebut didinginkan, maka benda tersebut melepaskan kalor sehingga suhunya menurun.

Kalor mengubah wujud zat

Kalor dapat mengubah wujud benda, misalnya ketika memanaskan mentega, maka akan menjadi wujud cair, dari yang semula memiliki wujud padat. Apabila pemanasan terus dilakukan, maka mentega akan menguap menjadi gas. Suatu zat akan berubah menjadi zat cair disebut titik cair atau titik lebur benda.

Pemuaian Benda

Pemuaian benda adalah bertambahnya ukuran benda akibat adanya panas.

Pemuaian dapat terjadi pada benda padat, cair dan gas. Ketika suatu benda suhunya dinaikkan, maka molekul-molekulnya akan bergetar dan bergerak lebih cepat dan amplitude getarannya akan lebih besar. Akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian benda. Besarnya pemuaian zat sangat tergantung pada ukuran benda semula, kenaikan suhu dan jenis zat. Efek pemuaian zat bermanfaat dalam pengembangan berbagai teknologi.

Beberapa macam jenis pemuaian benda, antara lain sebagai berikut.

Pemuaian volume

Pemuaian volume terdiri dari tiga macam pemuaian,yaitu pemuaian tinggi, lebar, dan panjang benda, sehingga menghasilkan volume baru benda yang lebih besar daripada sebelumnya.

Pemuaian panjang

Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu yang diberikan, dan jenis benda yang dipanaskan. Misalnya besi memiliki kemampuan muai yang lebih besar dari pada jenis aluminium. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat, yaitu musschenbroek.

Pemuaian luas

Pemuaian luas terdiri dari pemuaian panjang dan lebar benda.

Perpindahan Kalor

Perbedaan suhu akan menyebabkan kalor dapat berpindah/mengalir dari benda yang bersuhu tinggi pada benda yang bersuhu rendah. Adapun tiga jenis perpindahan kalor yang dapat terjadi.

Perpindahan kalor secara konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor yang melalui suatu zat perantara perpindahan.

Perpindahan secara konduksi tanpa disertai perpindahan partikel zat secara permanen. Contohnya ketika memanaskan salah satu ujung besi, maka ujung besi lainnya akan ikut panas karena terjadi hantaran kalor dari suhu tinggi ke suhu rendah. Ketika memanaskan salah satu ujung besi, maka partikel yang terdapat pada ujung besi tersebut akan bergetar sehingga merangsang terjadinya perpindahan kalor.
suhu dan kalor img peristiwa konduksi
Gambar 4.2 ilustrasi peristiwa konduksi
Sumber:https://dwirahmawati41.wordpress.com/2015/04/09/perpindahan-panas-secara-konduksi/

Perpindahan kalor secara konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor menggunakan suatu zat yang disertai dengan perpindahan bagian-bagian zat tersebut. Perpindahan panas secara konveksi hanya dapat terjadi pada benda cair dan gas.

suhu dan kalor img peristiwa konveksi
Gambar 4.3 peristiwa konveksi
Sumber:http://www.areabaca.com/2015/02/perpindahan-kalor-secara-konveksi.html

1) Konveksi pada zat cair.
Syarat terjadinya konveksi pada zat cair, yaitu adanya pemanasan. Hal ini disebabkan partikel-partikel zat cair ikut berpindah tempat.
2) Konveksi pada gas, misalnya pada udara. Seperti halnya pada air, rambatan (aliran) kalor dalam gas (udara) terjadi dengan cara konveksi.

Ada dua macam jenis perpindahan kalor secara konveksi, yaitu sebagai berikut.
1) Konveksi alamiah
Konveksi alamiah terjadi karena dipengaruhi gaya apung tanpa faktor luar dan adanya perbedaan massa jenis benda. Contohnya pada pemanasan air, massa jenis partikel air yang sudah panas akan naik menjauh dari api dan digantikan dengan partikel air lain yang suhunya lebih rendah. Proses ini membuat seluruh partikel zat cair tersebut akan panas sempurna.
2) Konveksi paksa
Konveksi paksa terjadi karena adanya pengaruh faktor luar (contoh tekanan), dan perpindahan kalor dilakukan dengan sengaja/dipaksakan. Artinya, aliran panas kalor dipaksa menuju tempat yang ingin dituju dengan bantuan faktor luar seperti tekanan. Contohnya pada kipas angin yang akan membawa udara dingin ke tempat yang panas, dan radiator mobil yang memiliki sistem pendingin mesin.

Perpindahan kalor secara radiasi

Perpindahan kalor jenis ini tidak menggunakan zat perantara. Pada perpindahan kalor dengan cara radiasi kedua benda tidak harus bersentuhan untuk mengalirkan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Kalor dapat berpindah tanpa zat perantara. Kalor akan dipancarkan ke segala arah dari sumber panas. Contohnya saat kita dekat dengan api unggun dari sudut manapun, maka kita tetap akan merasakan kehangatan dari sumber api.
suhu dan kalor img peristiwa radiasi
Gambar 4.4 ilustrasi peristiwa radiasi
Sumber:http://dwirahmawati41.blogspot.co.id/2015/04/perpindahan-kalor-secara-radiasi.html

Pencegahan perpindahan kalor

Pernakah kalian melihat termos air panas? Termos air panas adalah salah satu alat yang digunakan untuk mencegah perpindahan kalor/ panas. Selain termos air, ada pula termos nasi, yang menjaga suhu nasi walaupun hanya dalam waktu beberapa jam saja. Perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi dapat dicegah dengan mengisolasi ruangan tersebut.

Perpindahan Kalor

Perbedaan Suhu dan Kalor
Suhu dan kalor adalah dua hal yang memiliki keterkaitan, namun keduanya merupakan hal yang berbeda. Suhu merupakan suatu pengukuran yang digunakan untuk menunjukkan seberapa banyak energi panas yang ada pada suatu tempat/ benda. Derajat yang diukur adalah seberapa panas tempat tersebut bukannya seberapa dingin.
Energi kalor atau energi panas dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lain. Contohnya terjadi pada pembangkit listrik tenaga panas bumi, yang mengubah energi panas menjadi energi listrik. Dengan energi kalor kita bahkan dapat mengubah wujud suatu zat. Contohnya, lilin yang dipanasi lama kelamaan akan meleleh, hal ini berarti panas mengubah wujud lilin yang tadinya padat menjadi cair. Contoh lain terjadi ketika kita merebus air, jika air kita panaskan secara terus menerus, maka lama kelamaan air akan menguap menjadi uap air, hal ini mengubah bentuk air yang berbentuk cairan menjadi uap air yang berbentuk gas.

Kestabilan Suhu Tubuh Manusia dan Hewan

Manusia dan hewan memiliki mekanisme tubuh untuk bisa mempertahankan suhu tubuhnya agar tetap optimal dalam berbagai macam kondisi.

Mekanisme menjaga kestabilan suhu tubuh pada manusia

Pada umumnya, suhu manusia normal, yaitu 35,5°C pada pagi hari hingga 37,7°C pada malam hari, dan suhu rata-ratanya 36,7°C. Pengaturan suhu sangat penting supaya metabolisme sel tetap optimal. Adapun dua mekanisme tubuh untuk tetap mempertahankan suhu normal tubuh, yaitu ketika suhu tubuh mengalami kenaikan dan ketika suhu tubuh mengalami penurunan. Perhatikan penjelasan berikut!

1) Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh mengalami peningkatan Beberapa mekanisme yang dilakukan tubuh ketika mengalami peningkatan suhu tubuh, yaitu sebagai berikut.
a) Vasodilatasi
Saat suhu tubuh mengalami peningkatan, maka pelebaran pembuluh darah terjadi dihampir seluruh area tubuh, sehingga terjadi percepatan perpindahan panas dari tubuh ke kulit. Akibatnya kulit akan melakukan pelepasan panas dari tubuh.
b) Berkeringat
Keringat yang keluar melalui lapisan kulit terjadi sebagai akibat ketika tubuh mengalami peningkatan suhu di atas batas kritis, yaitu 37°C.
c) Penurunan pembentukan panas
Mekanisme pembentukan panas, ditandai dengan gejala menggigil yang dihambat dengan kuat.

2) Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh mengalami penurunan
Mekanisme yang dilakukan tubuh ketika mengalami penurunan suhu tubuh, antara lain sebagai berikut.
a) Menurunkan jumlah keringat
Saat suhu tubuh menurun, kelenjar keringat mengerut dan produksi keringat berkurang.
b) Peningkatan pembentukan panas
Jika suhu tubuh berkurang, tubuh akan meningkatkan laju metabolisme dengan gejala menggigil.
c) Menaikkan suhu tubuh (setpoint)
Saat suhu tubuh mengalami penurunan, maka penyempitan pembuluh darah terjadi di kulit, sehingga lebih sedikit darah mengalir. Akibatnya, mencegah panas terlepas dari permukaan kulit.

Mekanisme menjaga kestabilan suhu tubuh pada hewan

suhu dan kalor img hewan katak
Gambar 4.5 katak termasuk hewan berdarah dingin
Sumber:http://1001budidaya.com/budidaya-katak/
suhu dan kalor img hewan kadal
Gambar 4.6 kadal termasuk hewan berdarahdingin
Sumber:https://biologigonz.blogspot.co.id/2010/06/reptilia-kadal.html

Pengaturan suhu tubuh hewan dikenal dua macam istilah, yaitu hewan berdarah dingin atau poikiloterm (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Contoh hewan berdarah dingin antara lain ikan, katak, kadal.

1) Poikiloterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan cenderung berubah-ubah, sesuai suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini antara lain anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia.

Gambar 4.7 ikan termasuk kelompok hewan poikiloterm
Sumber:http://9gambar.blogspot.co.id/2015/02/gambar-ikan-lengkap.htm

2) Homoioterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme.

Gambar 4.8 orang utan termasuk kelompok hewan mamalia
Sumber:http://liriklaguanak.com/wp-contentthemes/directorypress/thumbs/orang-utanlirik-lagu-anak.jpg

Suhu tubuh hewan ini lebih konstan dijumpai pada kelompok burung (aves), dan mamalia.

Gambar 4.9 burung termasuk kelompok hewan homoioterm
Sumber:http://www.berkonten.com/2015/ 09/jenis-burung-kicau-paling-mahal.html

Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi.

INFO
Mekanisme mempertahankan kestabilan suhu tubuh disebut termoregulasi. Termoregulasi manusia berpusat pada hypotalamus anterior, yang terdiri dari tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus,dansaraf eferen.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*