---
title: "Kalor dan Isolasi"
book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama"
subject: physics
language: id
chapter: 34
exercises: 11
source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/34-kalor-dan-isolasi
---

# Bab 34 — Kalor dan Isolasi

Mengapa perosotan logam terasa sedingin es sementara bangku kayu di sebelahnya tidak? Teka-teki itu membuntuti kita sejak tahun pertama buku ini. Hari ini ia jatuh — bersama rahasia termos, jendela ganda, dan burung pipit yang menggembung pada [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin. Kuncinya adalah berhenti bertanya bagaimana benda *terasa* dan mulai mengikuti ke mana [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) *mengalir*.

## 34.1 Kalor sedang bergerak

**Definisi 34.1 (Kalor).**

Yang disebut *kalor* adalah [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) yang sedang berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Sup menyerahkan kalor kepada sendok, radiator kepada ruangan, tanganmu kepada bola salju. Kalor bukanlah zat yang bersembunyi di dalam benda panas — ia adalah sebuah *aliran*, dan ia selalu punya arah.

**Proposisi 34.2 (Kalor mengalir menurun).**

Dengan sendirinya, [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) selalu mengalir dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin — tidak pernah sebaliknya. Alirannya berjalan selama kedua [suhunya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) berbeda, dan mereda ketika keduanya bertemu: kalau dibiarkan bersama cukup lama, tetangga yang panas dan yang dingin berakhir pada satu [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sama.

**Contoh 34.3 (Membaca arahnya).**

Sendok teh di dalam teh menjadi panas: [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) mengalir teh $\to$ sendok. Limun berbongkah es menjadi dingin — hati-hati! Tidak ada sesuatu bernama “dingin” yang mengalir masuk: [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) mengalir *keluar dari limunnya ke dalam esnya*, lalu mencairkannya. Dingin bukanlah sebuah aliran; ia hanya nama yang kita berikan kepada pihak yang kalah. Buku fisika semuanya menulis “minumannya kehilangan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat)”, tidak pernah “minumannya mendapat dingin”.

![Satu aturan untuk setiap dapur dan setiap musim dingin: kalor berlari menurun, dari yang lebih panas ke yang lebih dingin, sampai bukitnya habis.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/fig-1b15dff4c3bc.svg)

*Satu aturan untuk setiap dapur dan setiap [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin: [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) berlari menurun, dari yang lebih panas ke yang lebih dingin, sampai bukitnya habis.*

## 34.2 Jalur cepat dan jalur lambat

**Definisi 34.4 (Konduktor dan isolator kalor).**

Setiap zat sangat berbeda dalam hal secepat apa ia membiarkan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) mengalir melewatinya. Sebuah *konduktor kalor* adalah jalur cepat — logam di atas segalanya. Sebuah *isolator kalor* adalah jalur lambat: kayu, wol, plastik, bulu — dan sang juara, *[udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam*, yang terperangkap sehingga tidak dapat berpusar. (Kedua kata itu dipinjam dengan sengaja dari [konduktor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/22-konduktor-dan-isolator#def-g4-conductors-insulators-conductor) dan [isolator](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/22-konduktor-dan-isolator#def-g4-conductors-insulators-insulator) listrik; kedua sifat itu sering, tetapi tidak selalu, berjalan bersama.)

![Pagi yang berembun beku di halaman bermain: perosotan logam dan bangku kayu melewati malam yang sama pada suhu yang sama — namun hanya salah satunya yang akan menggigit kulitmu.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/img-be0c23320bbb.jpg)

*Pagi yang berembun beku di halaman bermain: perosotan logam dan bangku kayu melewati malam yang sama pada [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sama — namun hanya salah satunya yang akan menggigit kulitmu.*

**Contoh 34.5 (Teka-teki perosotan, terpecahkan).**

Perosotan logam dan bangku kayu melewati malam pada [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) dingin yang sama — [termometer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) sudah bersumpah begitu sejak lama. Sentuhlah keduanya: tanganmu lebih hangat daripada keduanya, sehingga [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) mengalir darimu ke masing-masingnya. Tetapi logamnya jalur cepat — ia menyapu kalormu pergi dengan terburu, dan *keterburuan* itulah yang terasa sebagai “sedingin es”. Kayunya mengambil kalormu hanya setetes demi setetes: nyaris tidak terasa sejuk. Kulitmu tidak pernah [mengukur](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/7-mengukur-panjang#def-g2-measuring-length-measure) [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) — ia [mengukur](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/7-mengukur-panjang#def-g2-measuring-length-measure) laju kehilangan [kalornya](#def-g5-heat-and-insulation-heat) sendiri. Perkaranya ditutup, sesudah empat tahun.

**Metode 34.6 (Lomba mendingin).**

Saksikan isolasi menang, dengan bilangan:

1. isilah dua cangkir yang serupa dengan air keran yang sama panasnya ( *mintalah orang dewasa memberi air hangat setangan, bukan air mendidih* );
2. bungkuslah satu cangkir tebal-tebal dengan syal wol; biarkan yang lain telanjang;
3. tancapkan [termometer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) di masing-masingnya lalu tulislah kedua [suhunya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) dalam sebuah tabel setiap lima menit, enam kali;
4. gambarlah kedua catatan itu sebagai dua garis pada satu grafik, [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) terhadap waktu.

Garis cangkir yang telanjang menukik; garis cangkir yang terbungkus melandai lembut. Awal yang sama, ruangan yang sama — wolnya membuat pintu keluar [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) menjadi jalur lambat.

![Lomba mendingin, digambar: dua cangkir air 50\, C di ruangan 20\, C. Wolnya tidak dapat menghentikan pelarian kalor — tetapi ia memperlambatnya dengan indah.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/fig-dc37ac5a27f7.svg)

*Lomba mendingin, digambar: dua cangkir air $50\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ di ruangan $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Wolnya tidak dapat menghentikan pelarian [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — tetapi ia memperlambatnya dengan indah.*

**Catatan 34.7 (Isolasi hanya memperlambat).**

Perhatikan ke mana kedua kurvanya menuju: ke arah $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ milik ruangan itu. Tidak ada syal, tidak ada termos, tidak ada dinding iglo yang pernah menghentikan aliran menurun [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — isolasi hanya membuat jalur lambatnya lebih lambat lagi. Itu pula sebabnya mantel pada manusia salju (ingat dia?) menunda pencairannya tetapi tidak dapat menyelamatkannya: [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) panas tetap merembes masuk.

## 34.3 Seni memerangkap udara

**Contoh 34.8 (Rekayasa musim dingin).**

Hampir setiap benda penghangat yang kamu miliki adalah mesin untuk memerangkap [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air). Wol menghangatkanmu bukan oleh seratnya sendiri melainkan oleh kantong [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang tak terhitung banyaknya di antaranya; selimut bulu, kain bulu domba, dan burung pipit yang menggembung menjadi bola di kawat yang [membeku](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) semuanya memainkan kartu yang sama. Rumah ikut bergabung: jendela ganda memenjarakan selapis [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) di antara dua kaca, dan dinding berisolasi diisi sumpalan halus yang menimbun [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air). [Udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam adalah jalur lambat sang juara — tipuannya adalah menjaga [udaranya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) tetap *diam*.

**Contoh 34.9 (Termos).**

Botol termos adalah mahakarya isolasi: sebuah botol di dalam botol, dengan [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) di antara keduanya dipompa keluar sampai hampir tidak ada — dan di tempat yang hampir tidak berisi zat, aliran [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) hampir tidak menemukan jalur sama sekali (tipuan yang layak diingat: kekosongan yang sama pernah membungkam lonceng di dalam toples). Tambahkan dinding yang mengkilap untuk memantulkan pijar kehangatan kembali ke dalam, dan cokelat panas menemui sore hari dalam keadaan masih panas — atau limun masih dingin: termos tidak tahu apa-apa tentang panas atau dingin, ia hanya menutup jalurnya, ke dua arah.

**Catatan 34.10 (Cara menghangatkan diri, dikatakan dengan benar).**

Sekarang pertanyaan mantel yang lama tertutup untuk selamanya. Mantel adalah [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang terperangkap di sekeliling sebuah pembuat [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — yaitu kamu. Tubuhmu mengalirkan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) keluar sepanjang hari; mantel mengubah aliran itu menjadi rembesan, dan kamu tetap hangat dengan produksimu sendiri. Pada manusia salju — yang tidak punya pembuat [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) di dalamnya — mantel yang sama sekadar memperlambat rembesan [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) panas yang masuk. Isolasi tidak pilih kasih: ia memperlambat alirannya, ke arah mana pun aliran itu berjalan.

## 34.4 Latihan

**Latihan 34.1 ★.**

Apa itu [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat), dan ke arah mana ia mengalir dengan sendirinya? Kapan alirannya berhenti?

**Solusi Latihan 34.1.**

[Kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) adalah [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) yang sedang berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin; dengan sendirinya ia hanya mengalir menurun, dari panas ke dingin, dan berhenti ketika kedua [suhunya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) sudah bertemu.

**Latihan 34.2 ★.**

“Tutup pintunya, kamu membiarkan dinginnya masuk!” Tulislah ulang kalimat nenek itu sebagaimana buku fisika menuliskannya.

**Solusi Latihan 34.2.**

“Tutup pintunya, kamu membiarkan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) kita keluar!” — dingin tidak mengalir masuk; [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) rumahnyalah yang mengalir keluar ke jalan yang lebih dingin.

**Latihan 34.3 ★.**

Pilahlah menjadi jalur cepat dan jalur lambat bagi [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat): panci tembaga; syal wol; sendok baja; [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam; sendok kayu; selimut bulu.

**Solusi Latihan 34.3.**

Jalur cepat: panci tembaga dan sendok baja. Jalur lambat: syal wol, [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam, sendok kayu, dan selimut bulu.

**Latihan 34.4 ★.**

Mengapa panci berdasar logam tetapi bergagang plastik atau kayu? Jawablah dengan jalur.

**Solusi Latihan 34.4.**

Dasarnya harus jalur cepat, yang menyerbukan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) kompor ke dalam makanannya; gagangnya harus jalur lambat, yang menjauhkan [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) yang sama dari tanganmu. Satu alat, dua bakat, masing-masing pada tempatnya.

**Latihan 34.5 ★.**

Akhirnya, dengan kata-katamu sendiri: mengapa logam terasa lebih dingin daripada kayu pada [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sama? Apa yang sebenarnya diukur kulit?

**Solusi Latihan 34.5.**

Keduanya berada pada [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang sama, tetapi logam adalah jalur cepat: ia menyapu [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) keluar dari tanganmu yang lebih hangat dengan terburu, dan keterburuan itulah rasa “sedingin es”. Kulit [mengukur](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/7-mengukur-panjang#def-g2-measuring-length-measure) laju kehilangan [kalornya](#def-g5-heat-and-insulation-heat) sendiri, bukan [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature).

**Latihan 34.6 ★.**

Pada lomba mendingin, mengapa kedua cangkirnya harus serupa dan mulai sama panasnya? Satu perbedaan apa yang sedang diuji percobaan itu?

**Solusi Latihan 34.6.**

Lomba yang adil hanya mengubah satu hal — pembungkusnya. Cangkir yang serupa, panas awal yang sama, dan ruangan yang sama memastikan hanya syalnya yang menjelaskan perbedaan apa pun di antara kedua kurvanya.

**Latihan 34.7 ★.**

Bacalah grafik pendinginannya: kira-kira berapa [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) yang ditunjukkan tiap cangkir sesudah $15$ menit? Menuju [suhu](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) berapa kedua kurvanya mengarah, dan mengapa?

**Solusi Latihan 34.7.**

Sesudah $15$ menit: cangkir yang terbungkus kira-kira $41\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, cangkir yang telanjang kira-kira $30\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Kedua kurvanya menuju $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ milik ruangan itu: alirannya berjalan sampai [suhunya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/15-suhu-dan-termometer#def-g3-temperature-thermometers-temperature) bertemu, dan isolasi hanya memperlambat perjalanannya.

**Latihan 34.8 ★.**

Mengapa burung pipit menggembungkan dirinya menjadi bola di kawat yang [membeku](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/9-es-air-uap#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze)? Sebutkan tiga temuan manusia yang memainkan kartu yang sama.

**Solusi Latihan 34.8.**

Bulu yang menggembung memerangkap selimut tebal berisi [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam — jalur lambat sang juara — di sekeliling tubuh burung yang hangat. Kartu yang sama: pakaian wol, selimut bulu, jendela ganda (atau kain bulu domba, dinding berisolasi).

**Latihan 34.9 ★★.**

Termos yang sama menjaga cokelat tetap panas pada bulan Januari dan limun tetap dingin pada bulan Juli. Jelaskan bagaimana satu alat sanggup melakukan kedua pekerjaan itu — apa sebenarnya yang dilakukan termos, dan terhadap apa?

**Solusi Latihan 34.9.**

Termos tidak membuat [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) maupun dingin: ia menutup jalur [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — kekosongan di antara kedua dindingnya, kilap untuk memantulkan pijarnya kembali. Pada bulan Januari ia memperlambat [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) cokelatnya lolos keluar; pada bulan Juli ia memperlambat [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) panas merayap masuk. Satu alat, dua arah, karena hanya alirannya yang ia urus.

**Latihan 34.10 ★★.**

Seorang penjual es krim membungkus wadahnya dengan selimut wol tebal pada hari yang panas, dan seorang pembeli tertawa: “Wol itu untuk menjaga benda tetap hangat!” Belalah penjualnya dengan [Catatan 34.10](#rem-g5-heat-and-insulation-coat) — ke arah mana [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) sedang mencoba mengalir, dan apa yang dilakukan wolnya terhadapnya?

**Solusi Latihan 34.10.**

Pada hari yang panas, [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) mencoba mengalir dari [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang hangat *ke dalam* wadah yang dingin. Wolnya mengubah aliran masuk itu menjadi rembesan — perlambatan yang sama seperti yang dilakukannya di sekeliling tubuh yang hangat. Isolasi tidak pilih kasih; penjualnya, bukan pembelinya, yang memahaminya.

**Latihan 34.11 ★★.**

Dua rumah berdiri pada [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin yang sama: satu berjendela tunggal, satu berjendela ganda. Jelaskan dengan jalur dan [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang terperangkap mengapa rumah berjendela ganda membakar lebih sedikit bahan bakar — dan mengapa, menurut [Catatan 34.7](#rem-g5-heat-and-insulation-onlyslows), ia tetap memerlukan pemanasan *sedikit*.

**Solusi Latihan 34.11.**

Jendela ganda memenjarakan selapis [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) yang diam — jalur lambat — di antara kacanya, sehingga [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) rumahnya merembes keluar di tempat jendela tunggal membiarkannya mengalir deras. [Kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) yang lolos lebih sedikit, bahan bakar penggantinya pun lebih sedikit. Tetapi isolasi hanya memperlambat aliran menurunnya, tidak pernah menghentikannya: sebagian [kalor](#def-g5-heat-and-insulation-heat) selalu bocor ke arah [musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin, dan tungkunya harus terus menambahnya.