Edutafsi.com - Contoh soal dan pembahasan tentang suhu dan kalor, menentukan suhu akhir campuran dua zat yang suhunya berbeda. Contoh #2 : Sebanyak 60 gram air yang suhunya 90 oC dicampur dengan 40 gram air sejenis yang suhunya 25 oC. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/gC dan tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses tersebut, maka suhu akhir campuran itu adalah .....
A. Tc = 76 oC
B. Tc = 64 oC
C. Tc = 42 oC
D. Tc = 24 oC
E. Tc = 16 oC
Pembahasan :
Dik : m1 = 60 g, m2 = 40 g, T1 = 90 oC, T2 = 25 oC, c1= c2 = 1 kal/gC
Dit : Tc = ..... ?
Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi perlu mengingat kembali konsep suhu dan kalor, khususnya mengenai kalor jenis dan asas Black.
Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari suatu benda yang suhunya tinggi ke benda lain yang suhunya lebih rendah.
Banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya tergantung pada besar kalor jenis. Setiap zat memiliki kalor jenis yang berbeda.
Kalor jenis adalah kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1 oC. Kalor jenis dilambangkan dengan huruf c.
Keterangan :
c = kalor jenis zat
Q = kalor yang diserap atau dilepas
m = massa zat
ΔT = perubahan suhu zat.
Ketika dua zat yang berbeda suhunya dicampurkan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari zat bersuhu tinggi ke zat bersuhu rendah.
Selama proses pencampuran akan terjadi serah terima kalor. Zat yang bersuhu tinggi melepas kalor dan zat bersuhu rendah menyerap kalor.
Proses penerimaan kalor ini akan terus berlangsung sampai kedua benda mencapai suhu yang sama yang disebut suhu akhir campuran.
Menurut hukum ini, pada campuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyak kalor yang diserap zat bersuhu rendah.
Dengan kata lain, menurut asas Black, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dengan demikian berlaku persamaan:
Keterangan :
Q lepas = kalor yang dilepas zat pertama
Q serap = kalor yang diserap zat kedua
m1 = massa zat yang bersuhu tinggi
m2 = massa zat yang bersuhu rendah
c1 = kalor jenis zat pertama
c2 = kalor jenis zat kedua
T1 = suhu zat pertama
T2 = suhu zat kedua
Tc = suhu akhir campuran.
Nah, pada soal, air yang bersuhu 90 oC kita misalkan sebagai zat yang pertama (bersuhu lebih tinggi) sedangkan air 25 oC kita misalkan zat kedua.
Dalam proses pencampuran kedua air tersebut, akan terjadi proses pelepasan dan penyerapan kalor seperti yang dijelaskan di atas.
Dalam kasus ini, air yang pertama yang bersuhu lebih tinggi akan melapas kalor sedangkan air yang kedua akan menyerap kalor.
Berdasarkan asas Black, maka berlaku:
⇒ Q lepas = Q serap
⇒ m1.c1 (T1 - Tc) = m2.c2 (Tc - T2)
Nah, karena kalor jenis kedua air itu sama (c1 = c2), maka persamaanya menjadi:
⇒ m1.c (T1 - Tc) = m2.c (Tc - T2)
Jika kedua ruas sama-sama dibagi c, maka persamaannya menjadi:
⇒ m1 (T1 - Tc) = m2 (Tc - T2)
Nah, sekarang kita substitusikan nilai yang diketahui:
⇒ 60 (90 - Tc) = 40 (Tc - 25)
⇒ 6(90 - Tc) = 4(Tc - 25)
⇒ 540 - 6Tc = 4Tc - 100
⇒ -6Tc - 4Tc = -100 - 540
⇒ -10Tc = -640
⇒ Tc = 640/10
⇒ Tc = 64 oC
Jadi, suhu akhir campurannya adalah 64 oC.
Demikian pembahasan contoh soal tentang suhu dan kalor, yaitu menentukan suhu akhir campuran dari air sejenis yang suhunya berbeda.
Baca juga : Contoh Soal Menentukan Suhu Sambungan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya buat share ke teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau kurang paham dengan pembahasan contoh ini, bisa share pertanyaan Kalian di komentar, kami akan mencoba menjawab.
Untuk pembahasan contoh soal suhu dan kalor lainnya, Kalian bisa cek di menu contoh soal fisika atau melalui tombol kategori di bawah ini.
A. Tc = 76 oC
B. Tc = 64 oC
C. Tc = 42 oC
D. Tc = 24 oC
E. Tc = 16 oC
Pembahasan :
Dik : m1 = 60 g, m2 = 40 g, T1 = 90 oC, T2 = 25 oC, c1= c2 = 1 kal/gC
Dit : Tc = ..... ?
Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi perlu mengingat kembali konsep suhu dan kalor, khususnya mengenai kalor jenis dan asas Black.
Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari suatu benda yang suhunya tinggi ke benda lain yang suhunya lebih rendah.
Banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya tergantung pada besar kalor jenis. Setiap zat memiliki kalor jenis yang berbeda.
Kalor jenis adalah kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1 oC. Kalor jenis dilambangkan dengan huruf c.
|
Keterangan :
c = kalor jenis zat
Q = kalor yang diserap atau dilepas
m = massa zat
ΔT = perubahan suhu zat.
Ketika dua zat yang berbeda suhunya dicampurkan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari zat bersuhu tinggi ke zat bersuhu rendah.
Selama proses pencampuran akan terjadi serah terima kalor. Zat yang bersuhu tinggi melepas kalor dan zat bersuhu rendah menyerap kalor.
Proses penerimaan kalor ini akan terus berlangsung sampai kedua benda mencapai suhu yang sama yang disebut suhu akhir campuran.
Asas Black
Dalam proses pencampuran dua zat yang berbeda suhunya, berlaku hukum kekekalan energi yang dikenal dengan istilah Asas Black.Menurut hukum ini, pada campuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyak kalor yang diserap zat bersuhu rendah.
Dengan kata lain, menurut asas Black, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dengan demikian berlaku persamaan:
Q lepas = Q serap |
| m1.c1 (T1 - Tc) = m2.c2 (Tc - T2) |
Keterangan :
Q lepas = kalor yang dilepas zat pertama
Q serap = kalor yang diserap zat kedua
m1 = massa zat yang bersuhu tinggi
m2 = massa zat yang bersuhu rendah
c1 = kalor jenis zat pertama
c2 = kalor jenis zat kedua
T1 = suhu zat pertama
T2 = suhu zat kedua
Tc = suhu akhir campuran.
Nah, pada soal, air yang bersuhu 90 oC kita misalkan sebagai zat yang pertama (bersuhu lebih tinggi) sedangkan air 25 oC kita misalkan zat kedua.
Dalam proses pencampuran kedua air tersebut, akan terjadi proses pelepasan dan penyerapan kalor seperti yang dijelaskan di atas.
Dalam kasus ini, air yang pertama yang bersuhu lebih tinggi akan melapas kalor sedangkan air yang kedua akan menyerap kalor.
Berdasarkan asas Black, maka berlaku:
⇒ Q lepas = Q serap
⇒ m1.c1 (T1 - Tc) = m2.c2 (Tc - T2)
Nah, karena kalor jenis kedua air itu sama (c1 = c2), maka persamaanya menjadi:
⇒ m1.c (T1 - Tc) = m2.c (Tc - T2)
Jika kedua ruas sama-sama dibagi c, maka persamaannya menjadi:
⇒ m1 (T1 - Tc) = m2 (Tc - T2)
Nah, sekarang kita substitusikan nilai yang diketahui:
⇒ 60 (90 - Tc) = 40 (Tc - 25)
⇒ 6(90 - Tc) = 4(Tc - 25)
⇒ 540 - 6Tc = 4Tc - 100
⇒ -6Tc - 4Tc = -100 - 540
⇒ -10Tc = -640
⇒ Tc = 640/10
⇒ Tc = 64 oC
Jadi, suhu akhir campurannya adalah 64 oC.
Jawaban : B
Demikian pembahasan contoh soal tentang suhu dan kalor, yaitu menentukan suhu akhir campuran dari air sejenis yang suhunya berbeda.
Baca juga : Contoh Soal Menentukan Suhu Sambungan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya buat share ke teman-teman Kalian melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau kurang paham dengan pembahasan contoh ini, bisa share pertanyaan Kalian di komentar, kami akan mencoba menjawab.
Untuk pembahasan contoh soal suhu dan kalor lainnya, Kalian bisa cek di menu contoh soal fisika atau melalui tombol kategori di bawah ini.
Post a Comment