Sejumlah air dengan suhu 30°C diberikan pada es bermassa 100 gram dengan suhu -5°C. Jika hanya 50% es yang mencari berapa massa air yang dicampurkan?

Menentukan Massa Air yang Dicampurkan Diketahui: * Massa es = 100 gram * Suhu es = -5 °C * Suhu air = 30 °C * Persentase es yang mencair = 50% Ditanya: * Massa air yang dicampurkan Langkah-langkah: 1. Hitung kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan 50% es Kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan 50% es dapat dihitung dengan rumus berikut: Q = m * L * f Keterangan: * Q = kalor (J) * m = massa es (kg) * L = kalor laten peleburan es (334 kJ/kg) * f = fraksi es yang mencair Dalam soal ini, m = 100 gram, L = 334 kJ/kg, dan f = 0,5. Sehingga, Q = 0,1 kg * 334 kJ/kg * 0,5 = 16,7 kJ 2. Hitung kalor yang dilepaskan oleh air Kalor yang dilepaskan oleh air dapat dihitung dengan rumus berikut: Q = m * c * ΔT Keterangan: * Q = kalor (J) * m = massa air (kg) * c = kalor jenis air (4,18 kJ/kg°C) * ΔT = selisih suhu (air - es) Dalam soal ini, c = 4,18 kJ/kg°C, ΔT = (30 °C) - (-5 °C) = 35 °C. Sehingga, Q = m * 4,18 kJ/kg°C * 35 °C = 146,3 kJ 3. Hitung massa air yang dicampurkan Massa air yang dicampurkan dapat dihitung dengan rumus berikut: m = Q / (c * ΔT) Dalam soal ini, Q = 16,7 kJ, c = 4,18 kJ/kg°C, dan ΔT = (30 °C) - (-5 °C) = 35 °C. Sehingga, m = 16,7 kJ / (4,18 kJ/kg°C * 35 °C) = 0,12 kg = 120 gram Kesimpulan: Massa air yang dicampurkan adalah 120 gram. Penjelasan: Ketika air dicampurkan dengan es, air akan melepaskan kalor untuk mendinginkan es. Kalor ini akan digunakan untuk mencairkan es dan meningkatkan suhunya. Proses ini akan terus berlangsung hingga suhu air dan es sama. Dalam soal ini, hanya 50% es yang mencair, sehingga kalor yang dilepaskan oleh air tidak cukup untuk mencairkan seluruh es. Massa air yang dicampurkan dapat dihitung dengan menghitung kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan 50% es dan kalor yang dilepaskan oleh air. Catatan: * Dalam soal ini, diasumsikan bahwa tidak ada perpindahan kalor ke lingkungan sekitar. * Kalor laten peleburan es adalah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 1 kg es menjadi air pada suhu yang sama. Semoga penjelasan ini membantu!