Penjelasan Asas Black serta Contoh Soal Asas Black dan Jawaban – Admin akan melanjutkan pembahasan mengenai kalor yaitu mengenai asas black. Teman – teman ketika meminum minuman yang panas maka biasanya akan memasukkan es batu atau mencampurnya dengan air dingin agar tidak terlalu panas. Konsep seperti itu lah asas black dimana minuman yang panas tadi melepaskan kalornya dan air dingin yang dicampur menerima kalor sehingga terjadi kesetimbangan termal. Pada proses seperti ini, berlaku hukum kekekalan energi. Kalor yang dilepaskan benda bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima benda berushu rendah, dan dirumuskan dengan :
Q lepas = Q terima
Untuk lebih memahami langsung saja simak contoh soal asas black dan jawabannya berikut
1. Suatu bola besi dengan massa 500 gram dipanaskan sampai suhu 100ºC . Bola besi tersebut dimasukkan ke dalam kaleng alumunium yang massanya 200 gram dan berisi air yang massanya 600 gram yang mula – mula suhunya 18ºC. Kalor jenis air adalah 4,18 kJ/kg C sedangkan kalor jenis alumunium adalah 0,9 kJ/kg C. Suhu kesetimbangan akhir campuran adalah 20ºC. Berapakah kalor jenis besi tersebut?
Jawaban
Diketahui :
m air = 0,6 kg
c air = 4,18 kJ/kg C
ΔT air = 20-18 = 2ºC
m al = 0,2 kg
c al = 0,9 kJ/kg C
ΔT al = 20-18 = 2ºC
m besi = 0,5 kg
ΔT besi = 100-20 = 80ºC
Ditanyakan : c besi?
Jawab :
Q air = m air ⋅ c air ⋅ ΔT air
Q air = (0,6) (4,18) (2)
Q air = 5,02 kJ
Q al = m al ⋅ c al ⋅ ΔT al
Q al = (0,2) (0,9) (2)
Q al = 0,36 kJ
Q besi = m besi ⋅ c besi ⋅ ΔT besi
Q besi = (0,5) (c) (80)
Q besi = 40c
Berdasarkan asas black
Q besi = Q air + Q al
40c = 5,02 + 0,36
c = 0,1345 kJ/kg C
Jadi kalor jenis besi tersebut adalah 0,1345 kJ/kg C
Baca Juga : Contoh Soal Kalor dan Jawaban Lengkap SMA Kelas X
2. Air sebanyak 0,5 kg yang bersuhu 100°C dituangkan ke dalam bejana dari alumunium yang memiliki massa 0,5 kg. Jika suhu awal bejana 25°C, kalor jenis alumunium 900 J/kg C, dan kalor jenis air 4.200 J/kg C, maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai ! (anggap tidak ada kalor ang mengalir ke lingkungan)
Jawaban
Diketahui :
m air = 0,5 kg
c air = 4200 J/kg C
T air = 100°C
m al = 0,5 kg
c al = 900 J/kg C
T al = 25°C
Ditanyakan : T akhir?
Jawab :
Q lepas = Q terima
m air ⋅ c air ⋅ (100-T akhir) = m al ⋅ c al ⋅ (T akhir-25)
(0,5) (4200) (100-T) = (0,5) (900) (T-25)
210.000 – 2.100T = 450T – 11.250
2.550T = 222.250
T = 87,156°C
Jadi, suhu akhir campuran tersebut adalah 87,156°C
3. Botol termos berisi 230 gram kopi pada suhu 80°C. Kemudian ditambahkan susu sebanyak 20 gram bersuhu 5°C. Jika tidak ada kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos dan kalor jenis kopi = susu = air = 1 kal/gr C, maka berapa suhu kesetimbangan campuran?
Jawaban
Diketahui :
m1 = 230 gr
T1 = 80°C
m2 = 20 gr
T2 = 5°C
c1 = c2 = 1 kal/gr C
Ditanayakan : T akhir?
Jawab :
Q lepas = Q terima
m1 ⋅ c1 ⋅ ΔT1 = m2 ⋅ c2 ⋅ ΔT2
(230) (1) (80-T) = (20) (1) (T-5)
250T = 18400 + 100
T = 74°C
Jadi, suhu akhir campuran tersebut adalah 74°C
4. Dalam gelas berisi 200 gr air 40°C kemudian dimasukkan 40 gram es 0°C. Jika kapasitas kalor gelas 20 kal/°C dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, maka berapa suhu seimbangnya?
Jawaban
Diketahui :
m air = 200 gr
T air = 40°C
C gelas = 20 kal/°C
T gelas = T air
m es = 40 gr
L es = 80 kal/gr
T es = 0°C
Ditanyakan : T akhir?
Jawab :
Q1 + Q2 = Q3 + Q4
m es ⋅ L es + m es ⋅ c air ⋅ ΔT1 = C gelas ⋅ ΔT2 + m air ⋅ c air ⋅ ΔT2
(40) (80) + (40) (1) (T-0) = (20) (40-T) + (200) (1) (40-T)
260T = 8800 – 3200
T = 21,6°C
Jadi suhu seimbangnya adalah 21,6°C
sumber :
BSE Fisika karangan Sri Handayani dan Ari Damari
BSE Fisika 1 karangan Setya Nurachmandani
BSE Fisika karangan Karyono, dkk
