Cara Menghitung Suhu Akhir dan Kalor pada Panci Aluminium

KOMPAS.com - Apabila ada dua zat yang berbeda suhunya dicampurkan, maka akan terjadi suhu akhir yang disebut sebagai suhu campuran.

Dilansir dari Buku Rumus Kunci Fisika SMA (2010) karya Putri Noviasari, suhu campuran tersebut juga disebut sebagai suhu kesetimbangan benda.

Artinya adalah benda suhu yang lebih tinggi akan memberikan panas kepada benda yang suhunya lebih rendah. Sedangkan benda yang suhunya lebih rendah akan menerima kalor dari suhu yang lebih tinggi.

Hal itu selaras dengan bunyi Asas Black, yakni:

"Besarnya kalor yang keluar dari benda yang suhunya tinggi itu besarnya sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang suhunya lebih rendah."

Rumus Asas Black pada suhu campuran adalah:

Q lepas = Q terima

Q suhu yang tinggi = Q suhu yang rendah (hasil campuran)

sehingga dihasilkan rumus berikut :

Contoh soal 1

Sebuah wadah yang terbuat dari aluminium memiliki massa 1 kg dengan suhu awal 300C. Wadah tersebut diberi kalor sebesar 6000 joule. Hitunglah suhu akhir wadah tersebut (kalor jenis aluminium 900 J/kg0C)!

Jawab:

Diketahui:

Massa aluminium (m) = 1 kg
Suhu awal () = 30°C
Kalor Jenis aluminium (c) = 900 J/kg°C
Kalor (Q) = 6.000 J

Ditanya:

Suhu akhir aluminium = ...?

Pembahasan:

Besar suhu akhir aluminium bisa dicari dengan menggunakan persamaan :

Masukkan nilai besaran yang sudah diketahui, sehingga:

Jadi, suhu akhir aluminium adalah 36,67°C.

Contoh soal 2

Es bermassa 200 gram bersuhu − 5° C dipanasi hingga melebur menjadi air bersuhu 100°C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air adalah 1 kal/gr°C dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan jumlah kalor yang diperlukan untuk proses tersebut!

Jawab:

Diketahui:

Massa es (m) = 200 gram
Suhu awal es (Tes) = - 5°C
Suhu akhir air (Tair) = 100°C

Ditanya:

Kalor total = ...?

Pembahasan:

Kalor total yang diperlukan bisa dicari dengan menggunakan cara sebagai berikut :

• Kalor untuk mengubah suhu es menjadi 0°C

= m x ces (0°C -Tes)
= 200 gram x 0,5 kal/gram°C (5°C)
= 500 kal

• Kalor untuk meleburkan es menjadi air bersuhu 0°C

= m x L
= 200 gram x 80 kal/gram
= 16.000 kal

• Kalor untuk menaikkan suhu air menjadi 100°C

= m x cair (Tair - 0°C)
= 200 gram x 1 kal/gram°C (100°C)
= 20.000 kal

• Kalor total

Qtotal = Q? + Q? + Q3
Qtotal = 500 kal + 16.000 kal + 20.000 kal
Qtotal = 38.500 kal atau Qtotal = 38,5 kkal (kilokalori)