Dalam sebuah bejana yang massanya diabaikan terdapat a gram air 42°C dicampur dengan b gram es -4°C. Setelah diaduk ternyata 50% es melebur. Jika titik lebur es = 0°C, kalor jenis es = 0,5 kal/gºC, kalor lebur es = 80 kal/g°C, maka perbandingan a dan b adalah ... (UTBK 2021)

Pembahasan

Diketahui: c ai r ​ = 1 kal / g ∘ C c es ​ = 0 , 5 kal / g ∘ C L es ​ = 80 kal / g ∘ C Sebelum diaduk : m ai r ​ = a gram m es ​ = b gram T ai r ​ = 4 2 ∘ C T es ​ = − 4 ∘ C Setelah diaduk : m es ​ = 2 b ​ gram Dengan menggunakan persamaan Azas Black dapat dicari perbandingan dari a dan b sebagai berikut Pada soal terdapat informasi bahwa setelah diaduk sebagian es melebur sebanyak 50% dan tersisa es sebanyak 50% dari sebelumnya, yang mana pada keadaan terakhir terdapat campuran es dan air. Campuran es dan air dalam keadaan ideal hanya dapat terjadi pada suhu 0ºC (titik lebur es), maka dari itu dapat disimpulkan bahwa suhu akhir campuran adalah0ºC. Air berubah suhu dari 42ºC menjadiºC. Es berubah suhu dari -4ºC menjadiºC, selanjutnya separuh bagian dari es melebur menjadi air Q l e p a s ​ = Q t er ima ​ m ai r ​ c ai r ​ Δ T ai r ​ = m es ​ c es ​ Δ T es ​ + 2 m es ​ ​ L es ​ a × 1 × ( 42 − 0 ) = b × 0 , 5 × ( 0 − ( − 4 ) ) + 2 b ​ × 80 42 a = 2 b + 40 b 42 a = 42 b b a ​ = 1 1 ​ Perbandingan a dan b adalah 1:1 Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah C