Dalam percobaan Asas Black, es yang bersuhu -10°C dicampur dengan air yang bersuhu 100°C dalam suatu tempat yang diisolasi sempurna. Setelah keseimbangan tercapai suhu campuran 40°C. Jika kalor jenis es 2100 j/kg dan kalor lebur es 315.000 j/kg, kalor jenis air 4200 j/kg, maka perbandingan antara massa es dan massa air adalah ....

Jawaban yang benar adalah 1 : 2. Berdasarkan kekekalan energi pada pertukaran kalor bahwa kalor yang dilepaskan oleh benda yang bersuhu tinggi akan sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu rendah. Q lepas = Q Terima Energi kalor didefinisikan sebagai energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan. Rumus kalor yang diterima oleh setiap benda dalam proses perubahan suhu atau perubahan wujud adalah sebagai berikut : 1) Untuk benda yang mengalami perubahan suhu dengan kalor jenis c diketahui. Q = m c ∆T 2) Untuk benda yang mengalami perubahan wujud. Q = m L Keterangan : Q = kalor (J atau kalori) m = massa (kg atau gr) c = kalor jenis benda (J/kg°C atau kal/gr°C) ∆T = perubahan suhu = T2 - T1 (°C) L = kalor lebur (J/kg atau kal/gr) Diketahui : Tetapkan indeks 1 untuk es dan indeks 2 untuk air T es = -10°C T air = 100°C suhu akhir, Ta = 40°C c es = 2.100 J/kg°C L es = 315.000 J/kg c air = 4.200 J/kg°C Ditanya : m1 : m2 = ...? Pembahasan : Berdasarkan grafik kalor terhadap suhu : Q Terima = Q lepas Q1 + Q2 + Q3 = Q4 (m1 c es ∆T1) + (m1 L) + (m1 c air ∆T1) = (m2 c air ∆T2) (m1 x 2.100 x 10) + (m1 x 315.000) + (m1 x 4.200 x 40) = (m2 x 4.200 x 60) 21.000m1 + 315.000m1 + 168.000m1 = 252.000m2 504.000m1 = 252.000m2 m1/m2 = 252/504 m1 : m2 = 1 : 2 Jadi perbandingan antara massa es dan massa air adalah 1 : 2.