Contoh Soal Wacana Kalor Lebur Menyeleksi Massa Es

Cafeberita.com – Contoh soal dan pembahasan wacana suhu dan kalor , menyeleksi massa es kalau suhu setimbang diketahui. Contoh #4 : Sebongkah es bersuhu 0 ^oC dimasukkan ke dalam air bermassa 340 gram yang bersuhu 20 ^oC. Anggap wadah tidak menyerap atau melepas kalor. Jika kalor lebur es 80 kal/g , kalor jenis air 1 kal/g C , semua es mencair dan kesetimbangan termal diraih pada suhu 5 ^oC , maka massa es tersebut merupakan …..
A. 100 gram
B. 80 gram
C. 60 gram
D. 40 gram
E. 20 gram

Pembahasan :
Kita misalkan air = a , es = e , dan c = setimbang.
Dik : Te = 0 ^oC , ma = 340 g , Ta = 20 ^oC , Le = 80 kal/g , ca = 1 kal/g C , Tc = 5 ^oC
Dit : me = ….. ?

Untuk menyelesaikan soal ini , Sobat Tafsi mesti mengerti kembali rancangan suhu dan kalor dan perpindahan kalor saat dua zat dicampurkan.

Ketika es (dalam bentuk padat) dimasukkan ke air , maka akan ada tahapan atau proses sebelum akibatnya meraih kesetimbangan termal.

#1 Es Mencair , Suhunya Tetap
Es yang dalam fase padat mula-mula akan mencair (berubah wujud dari padat ke cair). Pada tahap ini , dipahami suatu ungkapan kalor laten.

Kalor laten merupakan banyanya kalor yang diinginkan oleh 1 gram zat untuk merubah wujudnya pada suhu yang tetap.

Pada proses mencairnya es menjadi air , ungkapan kalor laten yang dipakai merupakan kalor lebur , yakni banyaknya kalor yang diperlukan 1 gram es untuk mencair pada suhu tetap.

Secara matematis , hubungan kalor dan kalor laten dinyatakan selaku berikut:

Q = m . L

Keterangan :
Q = kalor yang diinginkan (Kal)
m = massa zat (g)
L = kalor lebur zat (kal/g).

Perhatikan bahwa pada rumus di atas tidak terdapat besaran suhu alasannya merupakan proses meleburnya es menjadi air es tidak melibatkan pergantian suhu.

#2 Suhu Air Es Meningkat
Setelah es bermetamorfosis air es , maka proses berikutnya merupakan terjadi pergantian suhu. Dalam hal ini , air es menyerap kalor dari air yang suhunya lebih tinggi.

Untuk tahap ini berlaku efek kalor jenis. Kalor jenis merupakan banyaknya kalor yang diinginkan oleh 1 gram zat untuk mengoptimalkan suhunya sebesar 1 ^oC.

Secara matematis , hubungan kalor dan kalor jenis dinyatakan selaku berikut:

Q = m . c ΔT

Keterangan :
Q = kalor yang diserap (Kal)
m = massa zat (g)
c = kalor jenis zat (Kal/gC)
ΔT = pergantian suhu (^oC).

Perhatikan bahwa pada rumus di atas terdapat besaran suhu alasannya merupakan pada tahapan itu terjadi pergantian suhu zat.

Nah , kini mari kita tinjau kembali data-data yang dikenali dalam soal. Pada soal , es akan mencair dan meraih suhu setimbang 5 ^oC.

Dik : Te = 0 ^oC , ma = 340 g , Ta = 20 ^oC , Le = 80 kal/g , ca = 1 kal/g C , Tc = 5 ^oC
Dit : me = ….. ?

Untuk menyeleksi massa es yang dimasukkan ke dalam air , kita sanggup mempergunakan rancangan asas Black , yakni Q lepas sama dengan Q serap.

Berdasarkan tahapan yang diterangkan di atas , maka berlaku:
⇒ Q serap = Q lepas

Pada soal ini , yang bertindak menyerap kalor merupakan es sedangkan yang bertindak melepas kalor merupakan air. Maka persamaannya menjadi:
⇒ me.Le + me.ce.ΔT = ma.ca.ΔT

Karena saat mencair es sama dengan air , maka ce = ca , sehingga:
⇒ me.Le + me.ca.(Tc – Te) = ma.ca.(Ta – Tc)
⇒ me(80) + me(1) (5 – 0) = 340 (1) (20 – 5)
⇒ 80 me + 5 me = 340(15)
⇒ 85 me = 5100
⇒ me = 5100/85
⇒ me = 60 gram

Jadi , massa es tersebut merupakan 60 gram.

Tips Edutafsi:
Terkadang murid mengalami kebingungan untuk menyeleksi persamaan pergantian suhu (ΔT) alasannya merupakan tidak mengerti suhu mana yang digunakan.

Untuk itu , edutafsi punya sedikit kiat buat Kalian. Cara menyeleksi ΔT sungguh mudah. Yaitu amati nilai suhunya.

Suhu setimbang berada di antara suhu kedua zat yang dicampur. Pada soal , suhu air lebih tinggi dibanding suhu es.

Ketika meraih setimbang , suhu air akan turun sedangkan suhu es akan naik. Itu artinya , suhu setimbang lebih kecil dari suhu air namun lebih besar dari suhu es.

Nah , ΔT untuk es sudah niscaya Tc – Tes (suhu setimbang lebih besar dari suhu es) dan ΔT untuk air merupakan Ta – Tc (suhu air lebih tinggi dibanding suhu setimbang).

Baca juga : Kumpulan Contoh Soal Suhu dan Kalor.

Demikian pembahasan rujukan soal wacana suhu dan kalor nomor 4 , dengan versi soal menyeleksi massa es kalau suhu setimbangnya diketahui.

Jika pembahasan ini berharga , bantu edutafsi ya untuk membagikannya terhadap teman-teman Kalian lewat share sosial media yang kalian punya.

Untuk rujukan soal wacana suhu kalor yang lain , sanggup Kalian lihat di Kolom Search rujukan soal fisika atau lewat tombol klasifikasi rujukan suhu dan kalor di bawah.

Jika Sobat Tafsi masih galau atau kurang paham dengan pembahasan di atas , boleh share pertanyaaan kalian di komentar , kami akan coba bantu jelaskan.