Tag: Kalor

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan suhu dari sejumlah zat (biasanya air) dari panas spesifik yang diketahui. Perubahan suhu ini disebabkan oleh kalor yang diserap atau dilepaskan dalam proses yang sedang diamati; kimia jika merupakan reaksi, atau fisika jika terdiri dari perubahan fase atau keadaan.

Di laboratorium kalorimeter paling sederhana yang dapat ditemukan adalah dalam wadah seperti cangkir kopi. Ini digunakan untuk mengukur panas yang diserap atau dilepaskan dalam reaksi tekanan konstan, dalam larutan air. Reaksi dipilih untuk menghindari intervensi reagen atau produk gas.

Dalam reaksi eksotermik, jumlah panas yang dilepaskan dapat dihitung dari kenaikan suhu kalorimeter dan larutan encer:

Jumlah panas yang dilepaskan dalam reaksi = jumlah panas yang diserap oleh kalorimeter + jumlah panas yang diserap oleh larutan

Jumlah panas yang diserap oleh kalorimeter disebut kapasitas kalor kalorimeter. Ini ditentukan dengan memasok sejumlah kalor yang diketahui ke kalorimeter dengan massa air tertentu. Kemudian, peningkatan suhu kalorimeter dan larutan yang dikandungnya diukur.

Dengan data ini, dan penggunaan kalor spesifik air (4,18 J / g.ºC), kapasitas kalori kalorimeter dapat dihitung. Kapasitas ini juga disebut konstanta kalorimeter.

Di sisi lain, kalor yang diperoleh oleh larutan berair sama dengan m · q · Δt. Dalam rumus m = massa air, q = kalor air spesifik dan Δt = variasi suhu. Mengetahui semua ini, jumlah kalor yang dilepaskan oleh reaksi eksoterm kemudian dapat dihitung.

Sejarah kalorimeter

Pada 1780, A. L. Lavoisier, seorang ahli kimia Prancis, yang dianggap sebagai salah satu bapak kimia, menggunakan kelinci percobaan untuk mengukur produksi panas dengan bernafas.

Bagaimana? Melalui perangkat yang mirip dengan kalorimeter. Panas yang dihasilkan oleh kelinci percobaan dibuktikan dengan mencairnya salju di sekitar perangkat.

Peneliti A. L Lavoisier (1743-1794) dan P. S. Laplace (1749-1827) merancang kalorimeter yang digunakan untuk mengukur kalor spesifik suatu benda dengan metode pencairan es.

Kalorimeter terdiri dari wadah timah silinder, dipernis, didukung oleh tripod dan diakhiri dengan corong. Di dalam, gelas lain ditempatkan, mirip dengan yang sebelumnya, dengan tabung yang melewati ruang luar dan dilengkapi dengan kunci. Di dalam gelas kedua ada kotak.

Dalam kisi-kisi ini makhluk atau objek ditempatkan yang panas spesifiknya harus ditentukan. Es ditempatkan di dalam bejana konsentris, seperti di keranjang.

Panas yang dihasilkan oleh tubuh diserap oleh es, menyebabkan fusi. Dan air cair yang dihasilkan dari pencairan es dikumpulkan, dengan membuka kunci wadah bagian dalam.

Dan akhirnya, air yang deras, massa es yang mencair diketahui.

Bagian

Kalorimeter yang paling banyak digunakan di laboratorium pengajaran kimia adalah kalorimeter yang disebut kalorimeter bom. Kalorimeter ini terdiri dari gelas kimia, atau wadah dari bahan yang memiliki sifat isolasi tertentu. Larutan air ditempatkan di dalam wadah ini dengan benda yang akan menghasilkan atau menyerap panas.

Di bagian atas wadah tutup bahan isolasi dengan dua lubang ditempatkan. Dalam satu, termometer diperkenalkan untuk mengukur perubahan suhu, dan yang lain pengaduk, lebih disukai dari bahan gelas, yang memenuhi fungsi memindahkan isi larutan berair.

Gambar menunjukkan bagian-bagian pompa kalorimetri; Namun, dapat dilihat bahwa ia memiliki termometer dan pengaduk, elemen umum dalam beberapa kalorimeter.

Jenis dan karakteristiknya

Kalorimeter bom

kalorimeter bom
kalorimeter bom

Ini adalah salah satu yang digunakan dalam penentuan panas yang dilepaskan oleh reaksi eksotermik, dan panas diserap dalam reaksi endotermik.

Selain itu, dapat digunakan dalam menentukan kalor spesifik benda; yaitu, jumlah panas yang perlu diserap satu gram zat untuk menaikkan suhunya satu derajat Celcius.

Kalorimeter adiabatik

Ini ditandai dengan memiliki struktur isolasi yang disebut perisai. Perisai terletak di sekitar sel tempat perubahan suhu dan panas terjadi. Itu juga terhubung ke sistem elektronik yang menjaga suhunya sangat dekat dengan sel, untuk menghindari perpindahan panas.

Dalam kalorimeter adiabatik perbedaan suhu antara kalorimeter dan sekitarnya diminimalkan; serta koefisien perpindahan panas dan waktu untuk pertukaran panas diminimalkan.

Bagian-bagiannya terdiri dari:

  • – Sel (atau wadah), diintegrasikan ke dalam sistem isolasi yang digunakannya untuk mencegah kehilangan panas.
  • – Termometer, untuk mengukur perubahan suhu.
  • -Sebuah pemanas, terhubung ke sumber tegangan listrik yang dapat dikendalikan.
  • -Dan perisai, sudah disebutkan.

Dalam jenis kalorimeter ini, sifat-sifat seperti entropi, suhu Debye dan densitas keadaan elektronik dapat ditentukan.

Kalorimeter isoperibolik

Ini adalah perangkat di mana sel reaksi dan pompa direndam dalam struktur yang disebut jaket. Dalam hal ini, jaket yang disebut terdiri dari air, dijaga pada suhu konstan.

Suhu sel dan pompa naik ketika panas dilepaskan selama proses pembakaran; Tetapi suhu jaket air disimpan pada suhu yang tetap.

Mikroprosesor mengontrol suhu sel dan jaket, membuat koreksi yang diperlukan dari panas kebocoran yang dihasilkan dari perbedaan antara dua suhu.

Koreksi ini diterapkan terus menerus, dan dengan koreksi akhir, berdasarkan pengukuran sebelum dan sesudah pengujian.

Kalorimeter aliran

Dikembangkan oleh Caliendar, ia memiliki perangkat untuk memindahkan gas dalam sebuah wadah dengan kecepatan konstan. Dengan menambahkan panas, kenaikan suhu cairan diukur.

Kalorimeter aliran ditandai dengan:

  • – Pengukuran kecepatan aliran konstan yang tepat.
  • – Pengukuran akurat jumlah panas yang dimasukkan ke fluida melalui pemanas.
  • – Pengukuran tepat kenaikan suhu dalam gas yang disebabkan oleh input energi
  • – Desain untuk mengukur kapasitas gas di bawah tekanan.

Kalorimeter pemindaian diferensial

Ini ditandai dengan memiliki dua wadah: dalam satu sampel untuk dipelajari ditempatkan, sementara yang lain disimpan kosong atau bahan referensi digunakan.

Kedua wadah dipanaskan dengan kecepatan energi yang konstan, dengan menggunakan dua pemanas independen. Saat pemanasan kedua bejana dimulai, komputer akan membuat grafik perbedaan aliran panas pemanas terhadap suhu, sehingga menentukan aliran panas.

Selain itu, variasi suhu dapat ditentukan sebagai fungsi waktu; dan akhirnya, kapasitas kalori.

Kegunaan

Secara fisikokimia

  • – Kalorimeter dasar, jenis kalorimeter bom, memungkinkan untuk mengukur jumlah panas yang dikeluarkan atau diserap benda. Mereka dapat menentukan apakah suatu reaksi eksotermik atau endotermik. Selain itu, kalor spesifik suatu benda dapat ditentukan.
  • -Dengan kalorimeter adiabatik telah dimungkinkan untuk menentukan entropi dari proses kimia dan kepadatan keadaan elektro.

Dalam sistem biologis

  • – Mikrokorimeter digunakan untuk mempelajari sistem biologis yang mencakup interaksi antar molekul, serta perubahan konformasi molekuler yang terjadi; misalnya dalam penyebaran molekul. Jalur ini mencakup pemindaian diferensial dan titrasi isotermal.
  • -Mikrokalorimeter digunakan dalam pengembangan obat-obatan molekul kecil, bioterapi, dan vaksin.

Kalorimeter pompa oksigen dan daya kalori

Pembakaran berbagai zat terjadi dalam kalorimeter pompa oksigen, dan kekuatan kalorinya dapat ditentukan. Di antara zat yang dipelajari melalui penggunaan kalorimeter ini adalah: batubara dan kokas; minyak nabati, baik yang berat maupun yang ringan; Bensin dan semua bahan bakar mesin.

Serta jenis bahan bakar untuk reaktor pesawat; limbah bahan bakar dan pembuangan limbah; produk makanan dan suplemen untuk nutrisi manusia; hijauan tanaman dan suplemen untuk pakan ternak; bahan bangunan; bahan bakar roket dan propelan.

Demikian juga, kekuatan kalori telah ditentukan oleh kalorimetri dalam studi termodinamika bahan yang mudah terbakar; dalam studi keseimbangan energi dalam ekologi; dalam bahan peledak dan bubuk termal dan dalam pengajaran metode termodinamika dasar.


Tubuh Anda bergantung pada air untuk bertahan hidup. Setiap sel, jaringan, dan organ dalam tubuh Anda membutuhkan air untuk bekerja dengan baik. Misalnya, tubuh Anda menggunakan air untuk menjaga suhunya, membuang limbah, dan melumasi sendi Anda. Air dibutuhkan untuk kesehatan yang baik secara keseluruhan.

Jalan menuju peningkatan kesehatan

Anda harus minum air setiap hari. Kebanyakan orang diberi tahu bahwa mereka harus minum 6 hingga 8, 8 ons gelas air setiap hari. Itu adalah tujuan yang masuk akal. Namun, orang yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda untuk tetap terhidrasi. Kebanyakan orang sehat dapat tetap terhidrasi dengan baik dengan minum air dan cairan lain setiap kali mereka merasa haus. Bagi sebagian orang, kurang dari 8 gelas mungkin cukup. Orang lain mungkin membutuhkan lebih dari 8 gelas setiap hari. Jika Anda khawatir tidak minum cukup air, periksa air seni Anda. Jika urine Anda biasanya tidak berwarna atau berwarna kuning muda, Anda terhidrasi dengan baik. Jika air seni Anda berwarna kuning tua atau kuning, Anda mungkin mengalami dehidrasi.

Air terbaik untuk tetap terhidrasi

Minuman dan makanan lain dapat membantu Anda tetap terhidrasi. Namun, beberapa mungkin menambahkan kalori tambahan dari gula ke dalam makanan Anda. Jus buah dan sayuran, susu, dan teh herbal menambah jumlah air yang Anda dapatkan setiap hari. Bahkan minuman berkafein (misalnya, kopi, teh, dan soda) dapat berkontribusi pada asupan air harian Anda. Kafein dalam jumlah sedang (200 hingga 300 miligram) tidak berbahaya bagi kebanyakan orang. Ini sekitar 2 hingga 4, 8 ons cangkir kopi. Namun, yang terbaik adalah membatasi minuman berkafein. Kafein dapat menyebabkan beberapa orang buang air kecil lebih sering, atau merasa cemas atau gelisah.

Air juga dapat ditemukan dalam buah-buahan dan sayuran (misalnya, semangka, tomat, dan selada), dan dalam sup kaldu.

Minuman olahraga dapat membantu jika Anda berencana berolahraga di tingkat yang lebih tinggi dari normal selama lebih dari satu jam. Ini mengandung karbohidrat dan elektrolit yang dapat meningkatkan energi Anda. Ini membantu tubuh Anda menyerap air. Namun, beberapa minuman olahraga mengandung kalori tinggi dari tambahan gula. Mereka juga mungkin mengandung kadar natrium (garam) yang tinggi. Periksa ukuran penyajian pada label. Satu botol biasanya mengandung lebih dari satu porsi. Beberapa minuman olahraga juga mengandung kafein. Ingatlah bahwa jumlah aman kafein untuk dikonsumsi setiap hari adalah antara 200 dan 300 mg (miligram).

Minuman berenergi tidak sama dengan minuman olahraga. Minuman berenergi biasanya mengandung banyak kafein. Juga, mengandung bahan-bahan yang terlalu merangsang Anda (guarana, ginseng, atau taurin). Ini adalah hal-hal yang tidak dibutuhkan tubuh Anda. Sebagian besar minuman ini juga mengandung banyak gula. Menurut dokter, anak-anak dan remaja tidak boleh minum minuman berenergi.

Jika tetap terhidrasi sulit bagi Anda, berikut adalah beberapa tips yang dapat membantu:

  • Bawalah sebotol air di siang hari. Untuk mengurangi biaya Anda, bawa botol air yang dapat digunakan kembali dan isi dengan air akua galon.
  • Jika Anda tidak menyukai rasa air putih, cobalah menambahkan seiris lemon atau jeruk nipis ke minuman Anda.
  • Minumlah air sebelum, selama, dan setelah berolahraga.
  • Saat Anda merasa lapar, minumlah air. Haus sering dikacaukan dengan kelaparan. Rasa lapar yang sejati tidak akan dipenuhi dengan air minum. Air minum juga dapat berkontribusi pada rencana penurunan berat badan yang sehat. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa air minum dapat membantu Anda merasa kenyang.
  • Jika Anda kesulitan mengingat untuk minum air, minum sesuai jadwal. Misalnya, minum air putih ketika Anda bangun, saat sarapan, makan siang, dan makan malam, dan ketika Anda pergi tidur. Atau, minumlah segelas air kecil di awal setiap jam.
  • Minumlah air saat Anda pergi ke restoran. Ini akan membuat Anda terhidrasi, dan gratis.

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan

Mengenali tanda-tanda dehidrasi adalah penting. Mereka termasuk:

  • Sedikit atau tidak ada urin.
  • Urin yang lebih gelap dari biasanya.
  • Mulut kering.
  • Kantuk atau kelelahan.
  • Rasa haus yang ekstrem.
  • Sakit kepala.
  • Kebingungan.
  • Pusing

Jangan tunggu sampai Anda melihat gejala dehidrasi untuk mengambil tindakan. Mencegah dehidrasi secara aktif dengan minum banyak air.

Beberapa orang berisiko lebih tinggi mengalami dehidrasi, termasuk orang yang berolahraga dengan intensitas tinggi (atau dalam cuaca panas) terlalu lama, memiliki kondisi medis tertentu (batu ginjal, infeksi kandung kemih), sakit (demam, muntah, diare), hamil atau menyusui, sedang mencoba untuk menurunkan berat badan, atau tidak bisa mendapatkan cairan yang cukup di siang hari. Orang dewasa yang lebih tua juga berisiko lebih tinggi. Seiring bertambahnya usia, otak Anda mungkin tidak dapat merasakan dehidrasi. Itu tidak mengirim sinyal karena haus.

Air membentuk lebih dari setengah berat tubuh Anda. Anda kehilangan air setiap hari ketika Anda pergi ke kamar mandi, berkeringat, dan bahkan ketika Anda bernapas. Anda kehilangan air lebih cepat ketika cuaca benar-benar panas, ketika Anda aktif secara fisik, atau jika Anda demam. Muntah dan diare juga dapat menyebabkan kehilangan air yang cepat. Jika Anda tidak mengganti air yang hilang, Anda bisa mengalami dehidrasi.

 


Hormon tiroid memiliki fungsi langsung pada setiap sel dan setiap organ. Pada dasarnya, mereka — khususnya, T3 — secara langsung mengontrol produksi berbagai protein yang dibuat oleh sel-sel tubuh Anda. T3 melakukan ini dengan mengikat DNA sel.

T4 dan T3 bebas yang beredar dalam darah Anda tersedia untuk segera memasuki sel-sel tubuh Anda kapan pun dibutuhkan, misalnya ketika Anda kedinginan atau ketika tubuh Anda sedang mencerna makanan. Beberapa T4 intraseluler dikonversi menjadi T3, dan beberapa T3 berikatan dengan reseptor T3 spesifik dalam inti sel. T3 yang terikat ini menyebabkan DNA nuklir untuk merangsang (atau menghambat) produksi protein spesifik.

Di antara protein-protein ini terdapat berbagai enzim yang, pada gilirannya, mengendalikan perilaku banyak fungsi tubuh penting yang disebutkan di atas, seperti seberapa cepat makanan Anda dicerna, detak jantung Anda, suhu tubuh, dan seberapa cepat kalori dibakar.

Meskipun hormon tiroid mengatur DNA dengan cara ini dalam semua kasus, sel-sel yang berbeda dalam tubuh Anda memiliki berbagai jenis reseptor nuklir T3 dan dalam konsentrasi yang berbeda. Dengan demikian, efek T3 pada sel cukup bervariasi dari jaringan ke jaringan dan dalam berbagai keadaan.


Aktivitas kehidupan sehari-hari yang tak terhitung jumlahnya diatur oleh pergerakan dan transformasi energi. Oven listrik mengambil energi dari pembangkit listrik dan memberikannya pada sepotong roti. Palu memindahkan energi dari otot lengan ke paku, dan benda yang jatuh mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Panas mungkin merupakan bentuk energi yang paling dikenal, dan kondensasi adalah salah satu fenomena alam yang tak terhitung jumlahnya yang melibatkan pergerakan panas antara suatu benda dan sekitarnya.

Saling menukar panas

Reaksi yang melibatkan perpindahan panas (kalor) jatuh ke dalam dua kategori umum: endoterm dan eksoterm. Kata-kata ini menunjukkan hubungan antara objek yang terlibat dalam reaksi, yang dikenal sebagai sistem, dan lingkungan umum di mana reaksi berlangsung, yang dikenal sebagai lingkungan. Reaksi eksoterm melepaskan panas ke lingkungan, dan reaksi endoterm menyerap panas dari sekitarnya. Menggoreng telur adalah contoh proses endoterm karena telur mengeras karena menyerap panas dari penggorengan. Contoh umum dari reaksi eksoterm adalah pembakaran dalam bentuk api unggun – siapa pun yang dekat dengan api dapat dengan mudah menentukan bahwa api melepaskan panas ke lingkungan.

Mengubah Fase

Sebagian besar materi ada dalam tiga bentuk umum: gas, cair dan padat. Anda secara umum kita dapat menemukan air dalam ketiga bentuk. Air padat disebut es, air cair hanyalah air, dan air gas dikenal sebagai uap. Uap air hadir di udara yang Anda hirup, meskipun Anda tidak bisa melihatnya. Kondensasi adalah konversi uap air menjadi bentuk yang lebih terpadatkan, baik cair atau padat, tetapi dalam bahasa sehari-hari, kondensasi adalah transformasi uap air menjadi air cair. Misalnya, uap air di udara mengembun menjadi tetesan air yang muncul di gelas yang diisi dengan minuman dingin.

Molekul dalam Gerakan

Kondensasi adalah proses eksoterm, tetapi berbeda dengan api unggun, kondensasi tidak terlalu eksoterm karena kondensasi tidak melepaskan panas dengan cara yang mudah dirasakan atau diamati. Objek yang bergerak memiliki energi kinetik yang terkait dengan gerakan ini, dan molekul air tidak terkecuali. Air cair menjadi gas ketika molekul-molekul memperoleh energi kinetik yang cukup untuk bergerak bebas terlepas dari kekuatan-kekuatan menarik yang cenderung membuat molekul-molekul berdekatan. Ini berarti bahwa molekul dalam uap air secara inheren lebih energik daripada molekul dalam air cair. Ketika uap air berubah menjadi air cair, energi molekul berlebih ini tidak bisa menghilang, sehingga dilepaskan ke lingkungan sebagai panas.

Pendingin Udara Alam

Jumlah panas yang dilepaskan oleh bentuk kondensasi umum relatif kecil dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya. Inilah sebabnya mengapa pemilik rumah menggunakan pembakaran kayu atau propana, bukan kondensasi, untuk menghangatkan rumah. Tetapi Anda bisa mendapatkan ide untuk efek termal kondensasi dengan mempertimbangkan fenomena yang berlawanan: penguapan, konversi air cair menjadi uap air, yang merupakan cara standar untuk mendinginkan sesuatu. Penguapan adalah endoterm karena molekul air harus menyerap panas dari sekitarnya untuk meningkatkan energi kinetiknya. Salah satu contoh yang dikenal adalah keringat, yang mendinginkan tubuh manusia saat menguap dari kulit.


Panas:

  • Ini adalah bentuk energi internal yang diperoleh karena gerakan acak dan daya tarik emnarik molekul yang ada dalam zat.
  • Satuan SI-nya adalah joule.
  • Jumlah energi panas yang terkandung dalam benda tergantung pada massa, suhu, dan materialnya (kapasitas panas spesifik).
  • Ini dapat diukur dengan menggunakan prinsip kalorimetri (atau prinsip metode campuran).
  • Dua benda yang memiliki jumlah energi panas yang sama dapat berbeda keadaan suhunya.
  • Ketika dua benda bersentuhan, jumlah total energi panas adalah jumlah dari energi panas masing-masing benda.

Suhu:

  • Ini adalah besaran yang menentukan ke arah mana energi panas akan mengalir.
  • Satuan SI-nya adalah kelvin.
  • Suhu benda tergantung pada energi kinetik rata-rata molekulnya.
  • Suhu diukur menggunakan termometer.
  • Dua benda pada suhu yang sama dapat mengandung jumlah energi panas yang berbeda.
  • Jika dua benda pada suhu yang berbeda tetap bersentuhan, suhu yang dihasilkan akan menjadi suhu di antara kedua suhu tersebut.


Hukum termodinamika yang paling penting adalah:

Hukum nol termodinamika.

Ketika dua sistem masing-masing dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, dua sistem pertama berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Sifat ini membuatnya bermakna untuk menggunakan termometer sebagai “sistem ketiga” dan untuk menentukan skala suhu.

Hukum termodinamika pertama, atau hukum kekekalan energi.

Perubahan energi internal sistem sama dengan perbedaan antara kalor yang ditambahkan ke sistem dari lingkungannya dan usaha yang dilakukan oleh sistem di sekitarnya.

Hukum kedua termodinamika.

Kalor tidak mengalir secara spontan dari daerah yang lebih dingin ke daerah yang lebih panas, atau, yang setara, kalor pada suhu tertentu tidak dapat dikonversi seluruhnya menjadi usaha. Akibatnya, entropi sistem tertutup, atau energi kalor per unit suhu, meningkat seiring waktu menuju beberapa nilai maksimum. Dengan demikian, semua sistem tertutup cenderung menuju keadaan kesetimbangan di mana entropi mencapai maksimum dan tidak ada energi yang tersedia untuk melakukan usaha yang bermanfaat. Asimetri antara proses maju dan mundur ini memunculkan apa yang dikenal sebagai “panah waktu”.

Hukum ketiga termodinamika.

Entropi kristal sempurna suatu unsur dalam bentuknya yang paling stabil cenderung nol ketika suhu mendekati nol mutlak. Ini memungkinkan skala absolut untuk entropi  didefinisikan yatiu, dari sudut pandang statistik, menentukan tingkat keacakan atau gangguan dalam suatu sistem.

Meskipun termodinamika berkembang pesat selama abad ke-19 sebagai tanggapan terhadap kebutuhan untuk mengoptimalkan kinerja mesin uap, generalisasi yang luas dari hukum termodinamika menjadikannya berlaku untuk semua sistem fisik dan biologis. Secara khusus, hukum termodinamika memberikan deskripsi lengkap tentang semua perubahan dalam keadaan energi sistem apa pun dan kemampuannya untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat di sekitarnya.

Artikel ini mencakup termodinamika klasik, yang tidak melibatkan pertimbangan atom atau molekul individu. Kekhawatiran tersebut adalah fokus dari cabang termodinamika yang dikenal sebagai statistik termodinamika, atau mekanika statistik, yang mengekspresikan sifat termodinamika makroskopik dalam hal perilaku partikel individu dan interaksinya. Ini berakar pada bagian akhir abad ke-19, ketika teori atom dan molekul materi mulai diterima secara umum.