Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 V mempuny...

Question

Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 V mempunyai hambatan 20 ohm. Jika kompor ini digunakan untuk memanaskan 1 kg air bersuhu 10°C selama 10 menit dan dipasang pada tegangan 110 V,maka suhu akhir air (kalor jenis air 4200 J/kg°C) adalah... °C
A. 45,3
B. 62,5 
c. 70,5
D. 96,4
E. 98,2

Y. Frando · Accepted Answer

Jawaban yang benar adalah D. 96,4°C.

Diketahui:
Vt = 110 V (elemen)
R = 20 ohm
m = 1 kg
T1 = 10°C
t = 10 menit = 600 s
Vs = 110 V (sumber listrik)
Kalor jenis air = c air = 4.200 J/kg°C

Ditanya:
T2 = ...?

Jawab:
Konsep yang kita gunakan adalah perubahan energi. Hukum kekekalan energi mengatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, namun dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Prinsip inilah yang terjadi pada pemanas air berbasis listrik. Ketika energi listrik diberikan ke elemen pemanas, maka dihasilkan kalor sehingga dapat memanaskan air. Dalam hal ini dianggap energi hanya bertukar dalam elemen pemanas, sehingga berlaku:

W listrik = Q
P x t = m x c x ΔT
(V²/R) x t = m x c x ΔT,

dengan:
P = daya (W)
t = waktu (s)
V = tegangan listrik (volt)
R = hambatan konduktor (ohm)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (J/kg.°C)
ΔT = beda suhu (°C).

Nilai Vs = Vt, ini artinya daya pada elemen pemanas bekerja optimal. Substitusi data pada soal ke rumus di atas, maka diperoleh suhu akhir air yaitu:
(V²/R) x t = m x c x ΔT
(V²/R) x t = m x c x (T2 - T1)
(110²/20) x 600 = 1 x 4.200 x (T2 - 10)
363.000 = 4.200 x (T2 - 10)
T2 - 10 = 86,4
T2 = 96,4°C.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D.

Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 V mempunyai hambatan 20 ohm. Jika kompor ini digunakan untuk memanaskan 1 kg air bersuhu 10°C selama 10 menit dan dipasang pada tegangan 110 V,maka suhu akhir air (kalor jenis air 4200 J/kg°C) adalah... °C A. 45,3 B. 62,5 c. 70,5 D. 96,4 E. 98,2

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa