Kapasitas Panas dan Panas Spesifik

Sifat-sifat air yang memberikan definisi asal dari kalori adalah banyak­nya perubahan temperatur yang dialami air waktu mengambil atau me­lepaskan sejumlah panas. Istilah umum untuk sifat ini disebut kapasitas panas yang didefinisikan sebagai: Jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah temperatur suatu bends sebesar 1 °C.

Kapasitas panas bersifat ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung dari besar sampel. Misalnya untuk menaikkan suhu 1 g air sebesar 1 °C diperlukan 4,18 J (1 kal), tapi untuk menaikkan suhu 100 g air sebesar 1 °C diperlukan energi 100 kali lebih banyak yaitu 418 J. Sehingga 1 g sampel, mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 J/°C, sedangkan 100 g sampel 418 J/°C

Sifat intensif yang berhubungan dengan kapasitas panas adalah kalor Jenis (panas spesifik) yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 1°C. Untuk air panas spesifiknya adalah 4,18 J/g°C. Kebanyakan zat mempunyai panas spesifik yang lebih kecil dari air. Misalnya besi, panas spesifiknya hanya 0,452 J/g°C. Berarti lebih sedikit panas diperlukan untuk memanaskan besi 1 g sebesar 1 °C dari pada air atau juga dapat diartikan bahwa jumlah panas yang akan menaikkan suhu 1 g besi lebih besar dari pada menaikkan suhu 1 g air.

Besamya panas spesifik untuk air disebabkan karena adanya sedikit pengaruh dari laut terhadap cuaca. Pada musim dingin air taut lebih lambat menjadi dingin dari pada daratan, sehingga udara yang bergerak dari taut ke darat lebih panas dari pada udara dari darat ke taut. Demi­kian juga dalam musim panas, air laut lebih lambat menjadi panas dari pada daratan.

Contoh-contoh berikut menggambarkan bagaimana kita dapat meng­hitung dan menggunakan kapasitas panas dan panas spesifik. SOAL: Berapa kapasitas panas yang dinyatakan dalam kj/°C dari 2,00 kg batang tembaga bila diketahui panas spesifik (kalor jenis) dari tembaga 0,387 J/g°C

ANALISIS: Satuan di atas memberikan cara memecahkan soal tersebut. Ka­pasitas panas mempunyai satuan energi/suhu, sedangkan panas spesifik (kalor jenis) mempunyai satuan (energi)/(massa x suhu). Dengan mengalikan kalor jenis dengan massa dari batang-batang tembaga kita akan mendapat kapasitas panas dengan satuan J/°C, lalu diubah menjadi kj/°C

Kalor jenis x massa = kapasitas panas 0,387 J/g°C x 2000 g  = 774 j/°C