Seorang anak memasukkan es 100 gram es dari suhu -5 ⁰C ke dalam 50 gram air pada suhu 30 ⁰C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/ g. ⁰C, kalor lebur es 80 kal/g, kalor jenis air 1 kal/ g. ⁰C dan kalor, pernyataan berikut yang benar adalah…. A. Sebagian es melebur dan suhu kesetimbangan 0 ⁰C B. Air akan membeku dan suhu kesetimbangan 0 ⁰C C. Seluruh es melebur dan suhu kesetimbangan 0 ⁰C D. Seluruh es melebur dan suhu kesetimbangan di atas o ⁰C E. Sebagian es melebur dan kesetimbangan di bawah ⁰C

Jawaban yang benar adalah A. Sebagian es melebur dan suhu kesetimbangan 0⁰C. Diketahui: Es m1 = 100 gram c1 = 0,5 kal/gr°C L = 80 kal/gr T1 = -5°C Air m2 = 50 gram T2 = 30°C c2 = 1 kal/gr°C Ditanya: Pernyataan yang benar = ...? Jawab: Konsep yang kita gunakan adalah azas Black. Ketika dua buah zat dicampurkan, akan terjadi serah terima energi panas yang memenuhi azas Black. Zat yang bersuhu tinggi akan melepaskan kalor dan zat yang bersuhu rendah akan menyerap kalor. Maka, perumusan pada soal di atas dituliskan sebagai berikut Q lepas = Q serap. Keterangan: Q lepas = kalor yang dilepas zat (J). Q serap = kalor yang diserap zat (J). Berdasarkan informasi soal, air akan melepas kalor sementara es akan menyerap kalor. Maka hitung suhu akhirnya terlebih dahulu yaitu: Q air = Q es m2 x c2 x (T2 - T) = (m1 x c1 x (0 - T1)) + (m1 x L) + (m1 x c2 x (T - T1)) 50 x 1 x (30 - T) = (100 x 0,5 x (0 - (-5))) + (100 x 80) + (100 x 1 x (T - 0)) 1.500 - 50T = 250 + 8.000 + 100T 1.500 - 8.250 = 150T T = -45°C. Tanda negatif menunjukkan bahwa tidak seluruh es tepat melebur menjadi air pada keadaan akhir. Jadi, dapat disimpulkan bahwa hanya sebagian es melebur dan suhu kesetimbangan 0⁰C. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.