Efek Panas Arus Listrik

Tujuan artikel ini yaitu untuk mempelajari efek panas karena arus listrik dan menentukan kesetaraan antara k-kal (kilo-kalori) per jam yang sama dengan daya listrik, yang selanjutnya dapat dibuktikan atau dicari nilai konstanta joule.

Arus listrik

Listrik dimisalkan seperti panas, hanya secara berbeda mempunyai juga suatu sifat kehadiran dimana-mana tertentu. Nyaris tiada perubahan yang dapat terjadi di atas bumi tanpa dibarengi oleh gejala elektrikal. Proses-proses elektrikal serentak terjadi dengan gejala-gejala fisikal dan sifat kimiawi yang lebih tampak.

Kalor

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang mempunyai banyak kegunaan bagi manusia. Kalor yaitu suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang dapat menyebabkan benda tersebut berubah suhunya atau berubah wujud bentuknya. Kalor tidak dapat disamakan dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. 

Kalor atau panas akan berpindah dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah jika kedua benda itu bersentuhan atau bercampuran. Secara alamiah tidak mungkin terjadi perpindahan kalor dari suatu benda yang suhunya lebih rendah ke suhu yang lebih tinggi, kecuali dengan menggunakan perlakuan atau alat khusus.

Dengan satuan H adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu benda.

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan:

Q = m c ΔT

Dimana:

Q = kalor yang dibutuhkan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kgC
ΔT =perubahan suhu (ºC)

Kapasitas kalor (H) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC).

H = Q / ΔT

Keterangan: 

H =kapasitas kalor (kal/C atau joule/c)
Q =kalor yang diterima (joule)
ΔT =perubahan suhu (ºC)

Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC).

c = Q / m ΔT

Keterangan: 

c = Kalor jenis
m = massa benda
∆t = kenaikan/penurunan suhu

Besarnya energi listrik yang diserap sebanding dengan besarnya kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut:

W = P.t

Keterangan :

W = energi listrik (J)

P = daya listrik (W)

t = waktu yang diperlukan (s)

Jika rumus kalor yang digunakan yaitu Q = m.c.∆t 

maka diperoleh persamaan: P.t = m.c.∆t 

Menurut asas Black apabila ada 2 benda yang mempunyai perbedaan suhu kemudian bersentuhan  atau bercampuran, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang suhunya lebih tinggi menuju benda yang suhunya lebih rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). 

Secara matematis dapat dirumuskan:

Q lepas = Q terima

Berdasarkan Hukum Ohm dapat diketahui bahwa listrik dapat menimbulkan suatu panas (kalor) karena besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu yang tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung konduktor (V=I.R), dalam percobaan ini kita akan membuktikan pernyataan tersebut. Sebagai landasan teori, dibutuhkan teori – teori antara lain: kalor, kapasitas kalor, rangkaian arus searah, dan hokum Joule.

Share this post