Contoh Soal Serta Pembahasan Asas Black Lengkap Dengan Konsep

Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black

Pada kesempatan kali ini kita bakal pelajari mengenai termodinamika, yaitu bagaimana cara menentukan suhu akhir, kalor jenis dari dua zat yang berbeda serta memiiki suhu yang berbeda dicampurkan dan bagaimana cara menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan buat merubah wujud zat (es) dari wujud pada menjadi uap air pada suhu tertentu.

Rumus Asas Black serta Kalor

Berikut yaitu Rumus-Rumus yang di perlukan dalam menyelesaikan soal dibawah ini.

Baca Juga : Contoh Soal serta Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Contoh 1 - Soal Dan Pembahasan Asas Black

Satu kilogram air mendidih dituangkan ke dalam bejana logam yang terbuat dari aluminium serta dikenal massa bejana tersebut yaitu 2 Kg. kalau suhu setelah terjadi kesetimbangan yaitu 75 °C maka tentukan suhu bejana mula-mula? (Kalor jenis aluminium yaitu 900 J/Kg K serta kalor jenis air yaitu 4180 J/kg K)

Jawab :

Langkah 1 : Gambarkan kurva ilustrasi buat menggambarkan proses apa saja yang terjadi.

Perhatikan suhu awal air mendidih yaitu 100 °C, setelah dimasukkan ke dalam bejana suhu kesetimbangan terjadi pada suhu 75 °C. Terlihat kalau suhu air menurun setelah dimasukkan ke dalam bejana, artinya air melepaskan sejumlah kalor buat menurunkan suhu. Sehingga yang menerima kalor yaitu bejana. 

Langka 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Misalkan kita simbolkan b = bejana serta a = air maka

ca = 4180 J/kg K

cb = 900 J/Kg K

Ma = 1 Kg

Mb = 2 Kg

Ta = 100 °C

Tc = 75 °C

Ditanya :  Tentukan suhu bejana mula-mula?

Langkah 3 : Gunakan Konsep serta Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : substitusikan nilai-nilai yang diketahui

Jadi, suhu bejana mula-mula yaitu 16,94 °C

Contoh 2 - Soal Dan Pembahasan Asas Black

Sebuah alat kalorimeter yang bagian dalamnya terbuat dari aluminium digunakan buat percobaan. Misalkan pada suatu percobaan kalorimeter di isi air sebanyak 0,2 Kg. Termometer menunjukkan angka 20 °C. Kemudian 0,5 Kg timah hitam bersuhu 100 °C dimasukkan pada kalorimeter tersebut, setelah kesetimbangan termal tercapai termometer tersebut menunjukkan suhu 24 °C. kalau kalor jenis aluminium yaitu 900 J/Kg K serta kalor jenis air yaitu 4180 J/kg K, tentukan kalor jenis timah hitam tersebut! Diketahui massa kalorimeter yaitu 0,4 Kg.

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan kurva ilustrasi buat menggambarkan proses apa saja yang terjadi.

Kurva di atas mengilustrasikan kalau suhu awal aluminium serta air sama yaitu 20 °C hal ini di karna saat air dimasukkan ke dalam kalorimeter maka bakal terjadi kesetimbangan termal sehingga suhunya bakal sama. Kemudian pada kurva tersebut juga menunjukkan kalau kalor yang dilepaskan oleh timah bakal diserap oleh logam aluminium serta air. Persoalan ini dapat dilihat dari penurunan pada suhu timah dari 100 °C menjadi 24 °C, sedangkan terjadi peningkatan pada suhu aluminium serta air yaitu dari 20 °C menjadi 24 °C pada saat terjadi kesetimbangan termal. Jadi, yang melepaskan kalor yaitu timah serta yang menyerap kalor yaitu aluminium serta air.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Misalkan kita simbolkan t = timah, al = aluminium serta a = air, maka

Mt = 0,5 Kg

Ma = 0,2 Kg

Mal = 0,4 Kg

Tt = 100 °C

Ta = Tal = 20 °C

ca = 4180 J/Kg K

c(al) = 900 J/Kg K

Ditanya :  Tentukan kalor jenis timah hitam tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep serta Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : substitusikan nilai-nilai yang diketahui

Jadi, kalor jenis timah hitam tersebut yaitu 125,9 J/kg K

Baca Juga : Contoh Soal serta Pembahasan Hukum 2 Newton pada Bidang Miring Kasar dengan Gaya Luar

Contoh 3 - Soal Dan Pembahasan Asas Black

Sebuah kalori meter yang kapasitas kalornya yaitu 209 J/°C berisi 200 gram air yang suhunya 20 °C. Kemudian ke dalam kalorimeter tersebut dituangkan 150 gram air 100 °C. Hitunglah suhu akhir campuran tersebut? (Kalor jenis air yaitu 4180 J/Kg K)

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan kurva ilustrasi buat menggambarkan proses apa saja yang terjadi.

Kurva di atas mengilustrasikan kalau suhu awal kalorimeter serta air bermassa 200 gram sama yaitu 20 °C hal ini di karna saat air dimasukkan ke dalam kalorimeter maka bakal terjadi kesetimbangan termal sehingga suhunya bakal sama. Kemudian pada kurva tersebut juga menunjukkan kalau kalor yang dilepaskan oleh air bermassa 150 gram yang bersuhu 100 °C bakal diserap oleh kalorimeter serta air bermassa 200 gram yang mempunyai suhu 20 °C.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Misalkan kita simbolkan k = kalorimeter, a1 = air bermassa 200 gram serta a2 = air bermassa 150 gram, maka

Ma1 = 200 gram = 0,2 Kg

Ma2 = 150 gram = 0,15 Kg

Ta1 = Tk = 20 °C

Ta2 = 100 °C

c(air) = 4180 J/Kg K  (Kalor Jenis Air)

Ck = 209 J/°C   (Kapasitas Kalorimeter)

Ditanya :  Hitunglah suhu akhir campuran tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep serta Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : substitusikan nilai-nilai yang diketahui

Jadi, suhu akhir campuran tersebut yaitu 50 °C

Contoh 4 - Soal Dan Pembahasan Asas Black

Sebuah bejana yang terbuat dari gelas massanya yaitu 500 gram berisi 100 gram minyak bersuhu 75 °C (kalor jenis minyak yaitu 1547 J/Kg K). Kemudian ke dalam bejana tersebut dimasukkan 100 gram es 0 °C. Hitunglah suhu akhir campuran sistem?

Gunakan data berikut:

Kalor lebur es = 334400 J/Kg

Kalor jenis es = 878 J/Kg K

Kalor jenis air = 4180 J/kg K

Kalor jenis gelas = 836 J/Kg K

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan kurva ilustrasi buat menggambarkan proses apa saja yang terjadi.

Ketika bejana telah terisi oleh minyak maka bakal terjadi kesetimbangan termal antara bejana serta minyak sehingga suhu bejana serta minyak bakal sama, yaitu 75 °C. Kemudian, saat es bersuhu 0 °C maka es bakal mencair (terjadi proses peleburan es menjadi air hal ini karna es menyerap panas dari minyak serta bejana) selanjutnya air naik hingga terjadi kesetimbangan termal. Perhatikan kurva di atas, saat terjadi proses peleburan (QL) yang terjadi cuma perubahan wujud padat (es) menjadi cair (air) bakal namun suhu es serta air masih sama yaitu 0 °C. Jadi, bejana serta minyak bakal melepaskan kalor karna mempunyai suhu yang lebih tinggi serta yang menerima kalor tersebut yaitu es.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Misalkan kita simbolkan b = Bejana, s = Es, a = Air serta m = Minyak, maka

Ma = Ms = 100 gram = 0,1 Kg

Mb = 500 gram = 0,5 Kg

Mm = 100 gram = 0,1 Kg

Tb = Tm = 75 °C

Tes = 0 °C

Ta = 0 °C (suhu awal air)

c(minyak) = 1547 J/Kg K (Kalor jenis Minyak)

c(es) = 878 J/Kg K   (Kalor jenis Es)

c(air) = 4180 J/Kg K   (Kalor Jenis Air)

c(bejana) = 836 J/Kg K   (bejana ter buat dari Gelas)

L(es) = 334400 J/Kg   (Kalor Lebur Es)

Ditanya :  Hitunglah suhu akhir campuran tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep serta Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Perhatikan gambar kurva di atas.

• QL yaitu kalor lebur yang besarnya Ms x Ls
• Q(air) yaitu kalor yang dibutuhkan buat menaikkan suhu sebesar ∆T, yaitu dari 0 °C sampai Tc. Dengan Suhu Tc > Ta
• Q(minyak) yaitu kalor yang dibutuhkan buat menurunkan suhu sebesar ∆T, yaitu dari 75 °C sampai Tc. Dengan Suhu Tm > Tc
• Q(bejana) yaitu kalor yang dibutuhkan buat menurunkan suhu sebesar ∆T, yaitu dari 75 °C sampai Tc. Dengan Suhu Tb > Tc, maka diperoleh

Langkah Terakhir : substitusikan nilai-nilai yang diketahui

Jadi, suhu akhir campuran tersebut yaitu 9,6 °C

Contoh 5 - Soal Dan Pembahasan Asas Black

Berapakah kalor yang dibutuhkan buat mengubah 100 gram Es dari -10 °C menjadi uap air pada 120 °C? 

Gunakan Data Berikut :

Kalor lebur Es yaitu 33,44 . 10^4  J/Kg

Kalor Uap Air yaitu 22,56 . 10^5 J/Kg

Kalor Jenis Es yaitu 2090 J/Kg K

Kalor Jenis Air yaitu 4180 J/Kg K

Kalor Jenis Uap yaitu 2010 J/Kg K

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan kurva ilustrasi buat menggambarkan proses apa saja yang terjadi.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

Ms = 100 gram = 0,1 Kg

Ts = -75 °C

Tuap = 120 °C

c(es) = 2090 J/Kg K   (Kalor jenis Es)

c(air) = 4180 J/Kg K   (Kalor Jenis Air)

c(uap) = 2010 J/Kg K   (kalor Jenis Uap)

L(es) = 33,44 .10^4 J/Kg   (Kalor Lebur Es)

L(uap) = 22,56 . 10^5 J/Kg   (Kalor Lebur Uap)

Ditanya :  Berapakah kalor yang dibutuhkan?

Proses pertama

Proses yang pertama yaitu es membutuhkan kalor buat menaikkan suhu es dari -10 °C menjadi 0 °C.

Proses Kedua

Setelah suhu Es menjadi 0 °C, kemudian Es masuk ke dalam fase titik lebur dimana bakal terjadi perubahan wujud padat (es) menjadi cair (air). Jumah kalor yang dibutuhkan buat meleburkan es adalah

Proses Ketiga

Setelah es berubah menjadi air suhu mula-mula air yaitu 0 °C. Kemudian buat menaikkan suhu 0 °C menjadi suhu 100 °C pada titik didih maka kalor yang dibutuhkan adalah

Proses Keempat

Setelah air mendidih proses berikutnya yaitu proses perubahan wujud air menjadi uap. Kalor yang dibutuhkan buat mengubah wujud air menjadi uap adalah

Proses Kelima

Proses terakhir kalor yang dibutuhkan buat menaikkan suhu air dari 100 °C menjadi 120 °C

Jadi, Kalor yang dibutuhkan buat mengubah 100 gram air bersuhu 0 °C menjadi uap air bersuhu 120 °C yaitu jumlah dari kelima proses tersebut

Lanjutan Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black

Itulah artikel tentang contoh soal serta pembahasan asas black lengkap dengan konsep. kalau ada pertanyaan silahkan tulis di kolom komenter serta jangan lupa juga klik like, share serta follow blog ini jika anda menyukainya. Follo agar tak ketinggalan updatean artikel terbaru. Terimakasih telah berkunjung.

Bagikan Artikel ini