berapa kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 200 gram es dari - 15°C menjadi uap air pada suhu 150°C ? jika diketahui kalor lebur es = 33.44 ×10⁴ J/kg, kalor uap air = 22.56 ×10⁵ J/kg, kalor jenis es = 2.090 J/kg°C, kalor jenis air = 4.180 J/kg°C dan kalor jenis uap = 2.010 J/kg°C

Hai, Macvira. Jawaban untuk pertanyaan ini adalah Qtot = 628050 J. Diketahui: Tes = - 15°C m es = 200 gr = 0,2 kg T uap = 150°C L es= 33.44 ×10⁴ J/kg U = 22.56 ×10⁵ J/kg c es = 2.090 J/kg°C c air = 4.180 J/kg°C c uap = 2.010 J/kg°C Ditanya : Q ..? Pembahasan : Kalor merupakan energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Ketika suatu benda mendapat kalor, maka ada 2 kemungkinan yang terjadi: 1) Suhu benda meningkat (ada perubahan suhu ∆T) Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda sebesar ∆T : Q = mc∆T ...(1) dengan, Q : Kalor (J) m : massa (kg) c : kalor jenis (J/kg°C ) ∆T : Perubahan suhu (°C ) 2) Terjadi perubahan fase zat Ketika suatu benda diberikan kalor, maka terdapat kemungkinan suhu benda tersebut tidak berubah, namun benda mengalami perubahan fase. Secara matematis: Q = mL ..(2) dengan, L : Kalor laten (J/kg) Jika benda mencair maka kalor laten yang digunakan adalah kalor lebur, sedangkan jika benda menguap maka kalor laten yang digunakan kalor uap. Pada kasus di soal ini, untuk mengubah es bersuhu -15°C menjadi uap air bersuhu 150°C , terjadi 5 proses sebagai berikut: 1) Es berubah suhu nya dari -15°C menjadi 0°C Q1 = m.c es.(0°C - (-15°C)) Q1 = (0,2 kg)(2090 J/kg°C)(15°C) Q1 = 6270 J 2) Es mencair pada suhu 0°C Q2 = (0,2 kg)(334400 J/kg) Q2 = 66880 J 3) Es telah melebur seluruhnya menjadi air. Sebelum menjadi uap, air naik suhunya dari 0°C ke 100°C Q3 =m.c air (100°C - 0°C) Q3 = (0,2 kg)(4180 J/kg°C)(100°C) Q3 = 83600 J 4) Air menjadi uap seluruhnya pada 100°C Q4 = m.U Q4 = (0,2 kg)(2256000 J/kg) Q4 = 451200 J 5) Air telah menjadi uap air seluruhnya. Uap air naik suhunya dari 100°C menjadi 150°C Q5 = m.c uap.(150°C - 100°C) Q5 = (0,2 kg)(2010 J/kg°C)(50°C) Q5 = 20100 J Kalor total yang dibutuhkan untuk ke 5 proses tersebut: Qtot = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Qtot = 6270 J + 66880 J + 83600 J + 451200 J + 20100 J Qtot = 628050 J Jadi, kalor yang dibutuhkan adalah 628050 J.