Seorang insinyur ingin mengetahui kalor jenis suatu bahan campuran logam. Bahan tersebut bermassa 0,15 kg yang telah dipanaskan sampai suhu 540ºC. Seketika setelah dipanaskan, logam itu dimasukkan ke dalam wadah kalorimeter. Dalam wadah kalorimeter sudah berisi 0,4 kg air yang bersuhu 10ºC dan wadah kalorimeter itu terbuat dari aluminium bermassa 0,2 kg. Jika suhu akhir sistem tersebut adalah 30ºC, maka besar kalor jenis campuran logam tersebut adalah... (cal = 900 J/kgºC dan cair = 4200 J/kgºC ).

Pertanyaan

Seorang insinyur ingin mengetahui kalor jenis suatu bahan campuran logam. Bahan tersebut bermassa 0,15 kg yang telah dipanaskan sampai suhu 540ºC. Seketika setelah dipanaskan, logam itu dimasukkan ke dalam wadah kalorimeter. Dalam wadah kalorimeter sudah berisi 0,4 kg air yang bersuhu 10ºC dan wadah kalorimeter itu terbuat dari aluminium bermassa 0,2 kg. Jika suhu akhir sistem tersebut adalah 30ºC, maka besar kalor jenis campuran logam tersebut adalah... (c_al = 900 J/kgºC dan c_air = 4200 J/kgºC ).

Pembahasan Soal:

Diketahui :
m_L = 0,15 kg
m_a = 0,4 kg
m_kal= 0,2 kg
T₂ = 10ºC
T₁ = 540ºC
T= 30ºC
c_kal = 900 J/kgºC
c_air= 4200 J/kgºC

Ditanyakan : besar kalor jenis campuran logam c_L..?

Jawab

Persamaan kalor pada zat dengan perubahan suhu sebagai berikut.

$Q = m c △ T$

dimana
m = Massa (kg)
c = kalor jenis (J/kgºC)
$△ T$ = perubahan suhu (º)

Untuk mengerjakan soal ini, kita terapkan prinsip kekekalan aliran kalor atau azas Black.

$\sum Q = 0 Q_{l o g am} + Q_{ai r} + Q_{ka l} = 0 m_{L} c_{L} △ T_{L} + m_{a} c_{a} △ T_{a} + m_{ka l} c_{ka l} △ T_{ka l} = 0 (0, 15) c_{L} (30 - 540) + (0, 4) (4200) (30 - 10) + (0, 2) (900) (30 - 10) = 0 (- 76, 5 c_{L}) + 33600 + 3600 = 0 76, 5 c_{L} = 37200 c_{L} = 486, 27 \approx 486 J / kg^{\circ} C$

Oleh karena itu, Kalor totalnya adalah 486 J/kgºC.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

U. Amalia

Mahasiswa/Alumni UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Terakhir diupdate 30 Agustus 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Jika teh dengan suhu 95°C dan massa 200 g dituangkan ke dalam cangkir gelas 200 g pada suhu 25°C, berapa suhu akhir (T) dari campuran ketika dicapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor ya...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$Teh dituangkan ke cangkir gelas . m_{t e h} = 200 gram = 0, 2 kg T_{t e h} = 9 5^{\circ} C m_{c an g ki r} = 200 gram = 0, 2 kg T_{c an g ki r} = 2 5^{\circ} C c_{c an g ki r} = 840 J / kg^{\circ} C c_{t e h} = c_{ai r} = 4.200 J / kg^{\circ} C$

Ditanya: $T_{c am p u r an} = T = ... ?$

Penyelesaian:

Ketika teh bersuhu lebih tinggi dituang ke dalam cangkir gelas bersuhu lebih rendah, maka terjadi pertukaran panas yang memenuhi asas Black.

$Q_{l e p a s} = Q_{ser a p} m_{t e h} \times c_{t e h} \times Δ T_{t e h} = m_{c an g ki r} \times c_{c an g ki r} \times Δ T_{c an g ki r} 0, 2 \times 4.200 \times (95 - T) = 0, 2 \times 840 \times (T - 25) 399.000 - 4.200 T = 840 T - 21.000 T = 83, 3 3^{\circ} C .$

Dengan demikian, suhu akhir (T) dari campuran ketika dicapai kesetimbangan adalah 83,33°C.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 83,33°C.

Roboguru

Dalam suatu wadah terdapat air sebanyak 200 gram bersuhu 30°C. Mita memasukkan es bersuhu -2°C sebanyak 75 gram ke wadah tersebut. Diasumsikan kalor air tidak diserap oleh wadah. Kondisi akhir pada s...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$m = 200 g = 0, 2 kg T_{ai r} = 30 °C T_{es} = - 2 °C m = 75 g = 0, 075 kg c_{es} = 2.100 J/kg L_{es} = 3336.000 J/kg c_{ai r} = 4.200 J/kg$

Ditanya: kondisi saat mencapai kesetimbangan termall?

Pembahasan:

dengan menerapkan konsep asas Black, dimana konsep Asas black berbunyi “Jumlah kalor yang dilepas oleh materi yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh materi yang suhunya lebih rendah” atau dapat disederhanakan bahwa kalor serap akan sama dengan kalor lepas suatu campuran.

Maka langkah pertama dalah mencari besar suhu camppuran :

$Q_{l e p a s} m_{ai r} . c_{ai r} .△ T 0, 2 \times 4.200 \times (30 - T_{C}) 25.200 - 840 T_{C} 3990 T_{C} T_{C} = = = = = = Q_{t er ima} m_{es} L_{es} + m_{es} . c_{es} .△ T + m_{es} . c_{ai r} .△ T (0, 75 \times 336.000) + (0, 75 \times 2.100 \times (2)) + (0, 75 \times 4.200 \times T_{c}) 25.200 + 3150 + 3150 T_{c} - 3150 -0,8°C$

Sehingga suhu campurannya adalah -0,8 derajat celcius. Itu menandakan bahwa ss tidak mencair seluruhnya.

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Roboguru

Balok es yang massanya 100 gram dan bersuhu -5°C dicampur dengan 100 gram air bersuhu 50°C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/g°C dan kalor jenis air 1 kal/g°C, maka setelah terjadi kesetimbangan termal suh...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$m subscript e s end subscript equals 100 space gram T subscript e s end subscript equals negative 5 degree straight C m subscript a i r end subscript equals 100 space gram T subscript a i r end subscript equals 50 degree straight C c subscript e s end subscript equals 0 comma 5 space kal divided by straight g degree straight C c subscript a i r end subscript equals 1 space kal divided by straight g degree straight C L subscript e s end subscript equals 80 space kal divided by straight g$

Ditanya: $T space ?$

Penyelesaian:

Ketika dua zat atau lebih dicampur, maka akan terjadi perpindahan energi panas yang memenuhi asas Black.

$Q subscript l e p a s end subscript equals Q subscript s e r a p end subscript m subscript a i r end subscript cross times c subscript a i r end subscript cross times capital delta T subscript a i r end subscript equals m subscript e s end subscript cross times c subscript e s end subscript cross times capital delta T subscript e s end subscript space plus space m subscript e s end subscript cross times L subscript e s end subscript space plus space m subscript e s end subscript cross times c subscript a i r end subscript cross times capital delta T subscript e s comma a i r end subscript 100 cross times 1 cross times open parentheses 50 minus T close parentheses equals 100 cross times 0 comma 5 cross times open parentheses 0 minus open parentheses negative 5 close parentheses close parentheses space plus space 100 cross times 80 space plus space 100 cross times 1 cross times open parentheses T minus 0 close parentheses 50 minus T equals 2 comma 5 plus 80 plus T T equals negative 16 comma 25 degree straight C.$

Suhu campuran bernilai negatif, ini artinya tidak semua bagian es telah melebur menjadi air. Dengan demikian, setelah terjadi kesetimbangan termal suhu campurannya adalah 0°C.

Jadi, jawaban yang benar adalah B. $undefined$

Roboguru

Es bermassa M gram bersuhu , dimasukkan ke dalam air bermassa yang ditempatkan pada bejana khusus. Anggap bejana tidak menyerap/melepaskan kalor. Jika , semua es mencair dan kesetimbangan termal dica...

Pembahasan Soal:

$Pembahasan space colon straight m subscript air equals 340 space straight g straight T subscript es equals space 0 to the power of space degree end exponent straight C semicolon straight T subscript air equals space 20 to the power of space degree end exponent straight C straight L subscript es equals space 80 space kal divided by straight g straight c subscript air equals 1 space kal divided by straight g. to the power of space degree end exponent straight C straight T subscript straight c equals 5 to the power of space degree end exponent straight C straight m subscript es ?$

$Bejana space tidak space menyerap space dan space melepaskan space kalor comma space maka space berlaku space asas space Black space dengan space mengabaikan space bejananya. space Sehingga space air space akan space melepaskan space kalor comma space dan space kalor space tersebut space diterima space oleh space es space untuk space mengubah space wujud space es space menjadi space cair. straight Q subscript lepas equals straight Q subscript terima straight m subscript air straight c subscript air increment straight T subscript air equals straight m subscript es straight L subscript es plus straight m subscript es straight c subscript air increment straight T subscript es open parentheses 340 close parentheses open parentheses 1 close parentheses open parentheses 20 minus 5 close parentheses equals straight M open parentheses 80 close parentheses plus straight M open parentheses 1 close parentheses open parentheses 5 minus 0 close parentheses open parentheses 340 close parentheses open parentheses 15 close parentheses equals 80 straight M plus 5 straight M open parentheses 340 close parentheses open parentheses 15 close parentheses equals open parentheses 85 close parentheses open parentheses straight M close parentheses straight M equals fraction numerator open parentheses 340 close parentheses open parentheses 15 close parentheses over denominator open parentheses 85 close parentheses end fraction equals 60 space gram$

Roboguru

Hitung suhu keseimbangan ketika 1 kg es 0°C dicampur dengan 9 kg air pada 50°C! Kalor lebur es J/kg dan kalor jenis air = 4.180 J/kg·K.

Pembahasan Soal:

Diketahui

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell m subscript e s end subscript end cell equals cell 1 space text kg end text end cell row cell T subscript 1 end cell equals cell 0 degree text C end text end cell row cell m subscript a i r end subscript end cell equals cell 9 space text kg end text end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 50 degree text C end text end cell row cell L subscript e s end subscript end cell equals cell 3 comma 344 cross times 10 to the power of 5 space text J/kg end text end cell row cell c subscript a i r end subscript end cell equals cell 4180 space text J/kg·K end text end cell end table end style$

Ditanya
Suhu keseimbangan (T_C)?

Penyelesaian
Dengan menggunakan konsep asas black, maka:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript l e p a s end subscript end cell equals cell Q subscript s e r a p end subscript end cell row cell m subscript a i r end subscript c subscript a i r end subscript increment T subscript 2 end cell equals cell m subscript e s end subscript L subscript e s end subscript plus m subscript e s end subscript c subscript a i r end subscript increment T subscript 1 end cell row cell m subscript a i r end subscript c subscript a i r end subscript open parentheses T subscript 2 minus T subscript C close parentheses end cell equals cell m subscript e s end subscript L subscript e s end subscript plus m subscript e s end subscript c subscript a i r end subscript open parentheses T subscript C minus T subscript 1 close parentheses end cell row cell 9 times 4180 times open parentheses 50 minus T subscript C close parentheses end cell equals cell 1 times 3 comma 344 cross times 10 to the power of 5 plus 1 times 4180 times open parentheses T subscript C minus 0 close parentheses end cell row cell 1881000 minus 37620 T subscript C end cell equals cell 334400 plus 4180 T subscript C end cell row cell 1881000 minus 334400 end cell equals cell 4180 T subscript C plus 37620 T subscript C end cell row 1546600 equals cell 41800 T subscript C end cell row cell T subscript C end cell equals cell 1546600 over 41800 end cell row blank equals cell 37 degree text C end text end cell end table end style$

Jadi, suhu keseimbangannya adalah 37°C.

Roboguru