Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh… (c air = 1 kal/gr°C; c es = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)

Pembahasan

Diketahui : Ditanya : yang terjadi pada air dan es setelah kesetimbangan tercapai Jawab : Kalor dapat mengalir pada dua benda yang berbeda suhu. Dalam soal ini, kalor akan mengalir dari air yang besuhu 20°C ke es yang memiliki suhu -2°C. Kalor yang diterima oleh es akan digunakan sepenuhnya untuk menaikkan suhu danmengubah bentuk es menjadi air. Sehingga ketika kita ingin mengetahuiyang terjadi pada air dan es setelah kesetimbangan tercapai, kita harus menghitung jumlah kalor yang dilepas oleh air dan kalor yang diterima oleh es. Kita asumsikan bahwa suhu yang terukur setelah kesetimbangan termal adalah0°C. Menghitung kalor yang dilepas air tanda negatif berarti kalor dilepas oleh benda ke sistem Menghitung kalor yang diterima es Harus diperhatikan bahwa untuk mencapai suhu yang setimbang yaitu0°C, maka es membutuhkan kalor untuk menaikkan suhu dari-2°C ke0°C (Q 1 ) dan kalor untuk mengubah bentuk es menjadi air seluruhnya (Q 2 ). Berdasarkan hitungan di atas, kalor yang diterima es untuk mencapai suhu setimbang dan mengubah wujud es menjadi air lebih besar dibandingkan kalor yang dilepaskan oleh air atau dapat ditulisQ es > Q air . Sehingga dapat disimpulkan bahwa kalor yang tersedia hanya cukup untuk menaikkan suhu es tetapitidak cukup untuk mencairkan semua es menjadi air. Sebagian besar es telah mencair menjadi air tetapi sebagian kecil belum mencair. Air dan sisa es ini berada pada suhu 0°C yang merupakan suhu setimbang. Jadi, jawaban yang tepat adalah C.