- Sebuah alumunium bermassa 200 gram dipanaskan hingga suhunya mencapai 90 Celcius, kemudian dijatuhkan kedalam bejana berisi 100 gram air dengan suhu 20 derajat Celcius. Jika kalor yang diserap bejana pencampuran diperhitungkan, tentukan suhu akhir campuran. Bejana terbuat dari 50 gram alumunium. (Kalor jenis alumunium 900 J/kgC; kalor jenis air 4200 J/kgC).
Analisa soal:
massa alumunium m
1= 200 gr = 0,2 kg;
massa air m
2= 100 gr = 0,1 kg;
massa bejana m
3= 50 gr = 0,05 kg;
suhu alumunium t
1= 90 C;
suhu air t
2= 20 C;
suhu bejana t
3 = suhu air = 20 C;
kalor jenis alumunium c
1= c
3 = 900 J/kgC;
kalor jenis air c
2 = 4200 J/kgC;
Penyelesaian soal:
Misalkan suhu akhir campuran alumunium, bejana dan air kita sebut x C, dengan nilai antara 20 C dan 90 C.
Gunakan azas Black!
kalor lepas = kalor terima
Q lepas = Q terima
Q
1 = Q
2 + Q
3
Ingat suhu yang lebih panas melepas kalor, sedang suhu yang lebih dingin menerima kalor. dalam hal ini alumunium melepas kalor Q
1 sedang air dan bejana menerima kalor Q
2 + Q
3, maka:
suhu alumunium turun
delta t
1 = t
1 - x = (90 - x) C
Alumunium melepas kalor
Q
1 = m
1 . c
1 . delta t
1
Q
1 = 0,2 X 900 X (90 - x)
Q
1 = 180 (90 - x) Joule
suhu air naik
delta t
2 = x - t
2 = (x - 20) C
Air menerima kalor
Q
2 = m
2 . c
2 . delta t
2
Q
2 = 0,1 . 4200 . (x - 20)
Q
2 = 420 (x - 20) Joule
suhu bejana naik
delta t
3 = x - t
3 = (x - 20) C
Bejana menerima kalor
Q
3 = m
3 . c
3 . delta t
3
Q
3 = 0,05 . 900 . (x - 20)
Q
3 = 45 (x -20) Joule
Sehingga
Q lepas = Q terima
Q
1 = Q
2 + Q
3
180 (90 - x) = 420 (x - 20) + 45 (x - 20)
180 (90 - x) = 465 (x - 20)
12 (90 - x) = 31 (x - 20)
1080 - 12x = 31x - 620
1080 + 620 = 31x + 12x
1700 = 43x
x = 1700/43
x = 39,5 C
Jadi suhu akhir campuran adalah 39,5 Celcius.
***********************************************************************************
- 200 gram es bersuhu -5 Celcius dimasukkan ke dalam bejana berisi air 200 gram bersuhu 90 Celcius. Bila kalor yang diserap bejana diabaikan, berapakah suhu akhir campuran air sampai es mencair seluruhnya? (kalor jenis es 2100 J/kgC, kalor lebur es 334400 J/kg , kalor jenis air 4200 J/kgC)
Analisa soal:
massa es (m
1) =200 gr = 0,2 kg
t
1 = -5 C
c
1 = 2100 J/kgC
C = 334400 J/kg
massa air (m
2) = 200 gr = 0,2 kg
t
2 = 90 C
c
2 = 4200 J/kgC
Penyelesaian soal:
Gunakan azas Black!
kalor lepas = kalor terima
Q lepas = Q terima
Q
2 = Q
1 + Q
3 + Q
4
Ingat
suhu yang lebih panas melepas kalor sedang suhu yang lebih dingin
menerima kalor. Dalam hal ini air melepas kalor Q
2 sedang es dan air es menerima kalor Q
1 + Q
3 + Q
4; maka:
suhu air turun
delta t
2 = t
2 - x = (90 - x) C
Air melepas kalor
Q
2 = m
2 . c
2 . delta t
2
Q
2 = 0,2 . 4200 . (90 - x)
Q
2 = 840 (90 - x)
Q
2 = 75600 - 840x Joule
suhu es naik ( dari -5 C menjadi 0 C)
delta t
1 = 0 - t
1 = (0 - (-5))= 5 C
Es menerima kalor sehingga suhunya naik menjadi 0 C masih dalam wujud es
Q
1 = m
1 . c
1 . delta t
1
Q
1 = 0,2 . 2100 . 5
Q
1 = 2100 Joule
Es bersuhu 0 C melebur menjadi air bersuhu 0 C
Q
3 = m
1 . C
Q
3 = 0,2 . 334400
Q
3 = 66880 J
Air es suhunya naik dari 0 C menjadi x C
delta t
4 = x - 0 = (x - 0) = x C
Air es menerima kalor
Q
4 = m
1 . c
2 . delta t
4 (ingat es sudah mencair oleh karena itu kalor jenis air c
2 yang dipakai)
Q
4 = 0,2 . 4200 . x
Q
4 = 840x
Sehingga
Q lepas = Q terima
Q
2 = Q
1 + Q
3 + Q
4
75600 - 840x = 2100 + 66880 + 840x
- 840x -840x = 2100 + 66880 - 75600
-1680x = -6620
x = -16620/-1680
x = 9,89 C
Jadi suhu akhir campuran sebesar 9,89 derajat Celcius
citrusgrandisleafoil.16mb.com
