Contoh Soal Serta Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat – Asas Black adalah suatu prinsip dalam dunia termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black.

Asas Black ini menjabarkan:

1. Jika dua buah benda dengan suhu yang berbeda di campurkan, maka benda yang mempunyai suhu yang lebih tinggi bakal memberikan kalor atau melepaskan kalor kepada benda yang suhunya lebih rendah hingga terjadi kesetimbangan termal antara kedua benda atau suhu akhir pencampuran kedua benda sama.
2. Jumlah kalor yang diserap oleh benda yang mempunyai suhu lebih rendah sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda yang mempunyai suhu lebih tinggi

Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:

ketika zat bersuhu tinggi serta zat bersuhu rendah di campurkan maka banyaknya kalor yang dilepas oleh suatu zat yang mempunyai suhu lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima oleh suatu zat yang lebih rendah.



Baca Juga : Kumpulan Soal serta Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Part 1 - Gas Ideal (Hukum Pertama Termodinamika)

Kalor Jenis serta Mekanisme Perpindahan Energi (Konduksi, Konveksi serta Radiasi)

Kalor Jenis.

Ketika sejumlah energi di tambahkan kedalah suatu sistem serta dimana sistem tak mengalami perubahan energi kinetik maupun energi potensial biasanya suahu suatu sitem bakal meningkat, terkecuali jika sistem mengalami perubahan fase atau perubahan wujud zat. apabila suatu sistem tersusun dari suatu zat maka buat menaikan suhu sistem tersebut bergantung pada jenis zat yang terkandung dalam sistem. Jadi besarnya energi yang diperlukan buat menaikan suhu suatu zat bakal berbeda beda pula jika zatnya bebeda beda.

Sebagai contoh : Untuk menaikan suhu 1 Kg air sebesar 1 derajat Celsius diperlukan energi sebesar 4.186 Kj sedangkan Untuk menaikan suhu 1 Kg tembaga sebesar 1 drajat Celcisus diperlukan energi sebesar 387 J.

Kapasitas Kalor (C) dari suatu zat tetentu ialah energi yang diperlukan buat menaikkan suhu zat tersebut sebesar 1 drajat Celcius.

Kalor Jenis (c) adalah Kapasitas Kalor (C) persatuan massa, yaitu energi yang diperlukan buat menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1 drajat Celsius.

pada dasarnya kalor jenis ialah adalah ukuran seberapa sesar sensitifitas suatu zat secara termal terhadap penambahan energi. Semakin besar kalor jenis suatu zat maka energi yang diperlukan buat menaikkan suhu suatu zat tersebut bakal besar pula, menjadi energi yang diperlukan untk menaikan suhu zat berbanding lurus dengan kalor jenis zat.

Kapasitas Kalor (C) :

Kalor Jenis (c) :

Jadi besarnya perpindahan Enrgi (Kalor) atau besarnya energi yang diperlukan buat menaikan serta menurunkan suhu ialah :

Q = m c ∆T

Rumus Asas Black

Ingat∶
∆T ialah suhu tinggi - suhu rendah.

Kalor Laten :

Kalor Laten Peleburan

Kalor Laten Penguapan

Catatan : tanda posisf atau negatif bergantung pada proses perubahan fase. Tanda Positif saat energi masuk ke sistem (Menyerap Kalor), seperti proses peleburan serta penguapan. Tanda negatif berati energi meninggalakan (atau keluar) dari sistem (Melepas Kalor), seperti proses membeku ataupun mengembun.

Kumpulan Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Contoh 1 - Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Sebuah balok es bermassa 50 gram serta mempunyai suhu 0 °C. Kemudian es tersebut dicelupkan ke dalam sebuah wadah khusus yang telah berisi air 200 gram bersuhu 30 °C. Anggap wadah tersebut tak menyerap ataupun melepaskan kalor. apabila kalor jenis air ialah 1 kal/gr °C serta kalor lebur es ialah 80 kal/g, maka tentukan suhu akhir campuran tersebut?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan diagram buat memvisualisasikan proses apa saja yang terjadi pada saat pencampuran

Penjelasan Penting.

Karena es masih berwujud pada (beku) maka proses yang pertama terjadi ialah proses melebur. Proses meleburnya es cuma mengubah wujud pada menjadi cair bakal namun suhunya masih sama yaitu 0 °C. Proses ini membutuhkan sejumlah kalor buat meleburkan es serta dilambangkan QL pada diagram. Besarnya kalor lebur es adalah

Proses kedua ialah proses naiknya suhu es yang telah melebur serta mempunyai suhu  0 °C menjadi Tc, proses ini juga membutuhkan kalor dan  dilambangkan dengan Q1 pada diagram. Proses ketiga yaitu proses menurunnya suhu air dari 30 °C menjadi suhu setimbang Tc, proses ini dilambangkan dengan Q2 pada diagram. Besarnya kalor buat menaikkan serta menurunkan suhu air adalah

Sehingga, proses QL serta Q1 adalah proses yang membutuhkan kalor sehingga bakal menyerap kalor. Sedangkan Q2 ialah proses melepaskan kalor buat menurunkan suhu.


Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum 2 Newton Pada Bidang Miring Licin

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M(es) = 50 gram   (Massa Es)

M(air) = 200 gram

T(es) = 0 °C   (Suhu Es)

T1(air) = 0 °C (Suhu awal air setelah melebur)

T2(air) = 30 °C (Suhu air yang bakal di campur)

c(air) = 1 kal/gr °C

L(es) = 80 kal/g

Ditanya : tentukan suhu akhir campuran tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Perhatikan pada Q1 di sini kita menggunakan massa es serta kalor jenis air. Persoalan ini sebab pada proses Q1 adalah proses menaikkan suhu es yang telah melebur menjadi air ke suhu setimbang atau ke suhu campuran (Tc). Sehingga massanya kita menggunakan massa es serta kalor jenisnya ialah air.

Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh

Jadi, suhu akhir campuran tersebut ialah 8 °C

Contoh 2 - Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Sebuah balok es bermassa 75 gram saat berada pada titik lebur es dimasukkan ke dalam 150 gram air bersuhu 100 °C ( kalor jenis air = 1 kal/gr °C serta kalor lebur es = 80 kal/gr °C). apabila dianggap tak ada kalor yang diserap serta di keluarkan oleh wadah, maka tentukan suhu saat terjadi kesetimbangan termal?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan diagram buat memvisualisasikan proses apa saja yang terjadi pada saat pencampuran.

Ingat Es titik lebur es ialah pada suhu 0 °C, maka suhu balok es bermassa 75 gram mula-mula ialah 0 °C.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M(es) = 75 gram   (Massa Es)

M(air) = 150 gram

T(es) = 0 °C   (Suhu Es)

T1(air) = 0 °C (Suhu awal air setelah melebur)

T2(air) = 100 °C (Suhu air yang bakal di campur)

c(air) = 1 kal/gr °C

L(es) = 80 kal/g

Ditanya : tentukan suhu akhir campuran tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh

Jadi, suhu akhir campuran tersebut ialah 40 °C

Contoh 3 - Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Sepotong es yang mempunyai suhu 0 °C dimasukkan ke dalam 600 gram air bersuhu 40 °C. Setelah terjadi kesetimbangan termal, diperoleh suhu akhir campuran ialah 0 °C. Apabila kalor jenis air = 1 kal/gr °C serta kalor lebur es = 80 kal/gr °C, maka tentukan massa es yang melebur seluruhnya adalah?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan diagram buat memvisualisasikan proses apa saja yang terjadi pada saat pencampuran.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M(air) = 600 gram (Massa Air)

T(es) = 0 °C   (Suhu Es)

T1(air) = 0 °C (Suhu awal air setelah melebur)

T2(air) = 40 °C (Suhu air yang bakal di campur)

Tc =  0 °C ( Suhu Campuran)

c(air) = 1 kal/gr °C

L(es) = 80 kal/g

Ditanya : tentukan massa es yang melebur seluruhnya adalah?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh

Jadi, massa es yang melebur seluruhnya ialah 300 gram

Contoh 4 - Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Sebuah es bermassa 125 gram bersuhu 0 °C kemudian dimasukkan ke dalam wadah berisi 500 gram air bersuhu 20 °C. Ternyata es tersebut melebur seluruhnya ( kalor jenis air = 1 kal/gr °C serta kalor lebur es = 80 kal/gr °C). apabila dianggap tak ada kalor yang diserap serta di keluarkan oleh wadah, maka tentukan suhu saat terjadi kesetimbangan termal?

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan diagram buat memvisualisasikan proses apa saja yang terjadi pada saat pencampuran.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M(es) = 125 gram   (Massa Es)

M(air) = 500 gram

T(es) = 0 °C   (Suhu Es)

T1(air) = 0 °C (Suhu awal air setelah melebur)

T2(air) = 20 °C (Suhu air yang bakal di campur)

c(air) = 1 kal/gr °C

L(es) = 80 kal/g

Ditanya : tentukan suhu akhir campuran tersebut?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh

Jadi, suhu akhir campuran tersebut ialah 0 °C

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

Contoh 5 - Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat

Es bersuhu 0 °C dimasukkan ke dalam 143,5 gram air yang mempunyai suhu 22 °C. Kemudian es serta air tersebut dimasukkan ke dalam sebuah bejana. Asumsikan kalau bejana tak menyerap serta melepaskan kalor. Diketahui kalor jenis air = 1 kal/gr °C serta kalor lebur es = 80 kal/gr °C. apabila suhu kesetimbangan termal terjadi pada suhu 2 °C. Maka tentukan massa es yang dimasukkan ke dalam bejana tersebut? 

Jawab:

Langkah 1 : Gambarkan diagram buat memvisualisasikan proses apa saja yang terjadi pada saat pencampuran.

Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang dikenal serta yang ditanyakan

Diketahui:

M(air) = 143,5 gram (Massa Air)

T(es) = 0 °C   (Suhu Es)

T1(air) = 0 °C (Suhu awal air setelah melebur)

T2(air) = 22 °C (Suhu air yang bakal di campur)

Tc =  2 °C ( Suhu Campuran)

c(air) = 1 kal/gr °C

L(es) = 80 kal/g

Ditanya : tentukan massa es yang melebur seluruhnya adalah?

Langkah 3 : Gunakan Konsep atau Rumus yang sesuai

Gunakan Rumus Asas Black

Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui, maka diperoleh

Jadi, massa es yang dimasukkan ke dalam bejana tersebut ialah 35 gram.

Untuk soal selanjutnya Klik Next

Trima Kasih telah berkunjung serta selamat belajar.

Bagikan Artikel ini