Kalor Laten Dan Perubahan Wujud Zat

Kalor laten dan perubahan wujud zat dapat ditemukan pada suatu zat berubah wujud dari padat ke cair, atau dari cair ke gas, sejumlah energi terlibat pada perubahan wujud zat tersebut. Sebagai contoh, pada tekanan tetap 1 atm sebuah balok es (massa 5 kg) pada suhu -40 ^oC diberi kalor dengan kecepatan tetap sampai semua es  berubah menjadi air, kemudian air (wujud cair) dipanaskan sampai suhu 100 ^oC dan diubah menjadi uap di atas suhu 100 ^oC.

Kalor Laten Dan Perubahan Wujud Zat

Grafik hubungan antara suhu dan kalor yang ditambahkan

Gambar diatas menunjukkan grafik sejumlah kalor ditambahkan ke es, suhunya naik dengan kecepatan 2 ^oC/kkal dari kalor yang ditambahkan, karena ces = 0,50 kkal/kg^oC. Ketika suhu 0 ^oC dicapai ternyata suhu berhenti naik walaupun kalor tetap ditambahkan. Akan tetapi, es secara perlahan-lahan berubah menjadi air dalam keadaan cair tanpa perubahan suhu. Setelah kalor sejumlah 40 kkal telah ditambahkan pada 0 ^oC, ternyata setengah dari es tetap dan setengahnya telah berubah  menjadi air. Kemudian setelah kira-kira 80 kkal (330 J) kalor ditambahkan, semua es telah berubah menjadi air, masih pada suhu 0 ^oC. Penambahan kalor selanjutnya menyebabkan suhu air naik kembali, dengan kecepatan sebesar 1 oC/kkal. Ketika 100 oC telah dicapai, suhu kembali konstan sementara kalor yang ditambahkan mengubah air (cair) menjadi uap. Kalor sekitar 540 kkal (2.260 kJ) dibutuhkan untuk mengubah 1 kg air menjadi uap seluruhnya. Setelah itu, kurva naik kembali yang menkitakan suhu uap naik selama kalor ditambahkan.

Kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat dari padat menjadi cair disebut kalor lebur, L_B. Kalor lebur air dalam SI adalah sebesar 333 kJ/kg (3,33 × 10⁵ J/kg), nilai ini setara dengan 79,7 kkal/kg. Sementara itu, kalor yang dibutuhkan untuk mengubah suatu zat dari wujud cair menjadi uap disebut kalor penguapan, dengan simbol L_U. Kalor penguapan air dalam satuan SI adalah 2.260 kJ/kg (2,26 × 10⁶ J/kg), nilai ini sama dengan 539 kkal/kg. Kalor yang diberikan ke suatu zat untuk peleburan atau penguapan disebut kalor laten.

Untuk zat yang lainnya, grafik hubungan suhu sebagai fungsi kalor yang ditambahkan hampir sama dengan gambar diatas, tetapi suhu titik-lebur dan titik-didih berbeda. Besar kalor lebur dan kalor penguapan untuk berbagai zat tampak seperti pada tabel berikut.

Kalor laten pada 1 atm

Kalor lebur dan kalor penguapan suatu zat juga mengacu pada jumlah kalor yang dilepaskan oleh zat tersebut ketika berubah dari cair ke padat, atau dari gas ke uap air. Dengan demikian, air mengeluarkan 333 kJ/kg ketika menjadi es, dan mengeluarkan 2.260 kJ/kg ketika berubah menjadi air.

Tentu saja, kalor yang terlibat dalam perubahan wujud tidak hanya bergantung pada kalor laten, tetapi juga pada massa total zat tersebut, dirumuskan:

Q = m . L

dengan:

Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan selama perubahan wujud ( J)
m = massa zat (kg)
L = kalor laten ( J/kg)