Menghitung Kalor yang dibutuhkan dalam Merubah Wujud Benda

Gurugooblog sekarang akan membahas cara
Menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan dalam merubah wujud suatu benda. Postingan ini kelanjutan dari bahasan sebelumnya yaitu

Pengaruh Kalor terhadap Perubahan Wujud Zat.

Sebanyak 3 kg air bersuhu 10°C dipanaskan hingga bersuhu 35°C. Jika kalor jenis air 4.200 J/kg°C, tentukan kalor yang diserap air tersebut?

Penyelesaian:
Dik :
m = 3 kg
c = 4.200J/kg°C
∆T = (35 – 10)°C = 25°C

Dit : Q = …?
Jawab:
Q = mc∆T
Q = 3 × 4.200 × 25
Q = 315000

Jadi besar kalor yang diserap air tersebut adalah 315000 J atau 315 kJ.

100 gram air yang memiliki temperatur 25°C dipanaskan dengan energi sebesar 1.000 kalori. Jika kalor jenis air 1 kal/goC, tentukanlah temperatur air setelah pemanasan tersebut!

Penyelesaian:
Dik :
m = 100 gram
Tₐ= 25 °C
c = 1 kal/g°C
Q = 1.000 kal

Dit = Tₐ?
Jawab:

Q = m. c. ∆T
1000 = 100. 1. ∆T
          1000
∆T = -----------
           100

∆T = 10
ΔT = Tₐ – Tₒ
10 = Tₐ – 25
Tₐ = 10+25 = 35

Jadi, temperatur akhir air setelah pemanasan adalah 35 °C.

Berapakah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi yang massanya 10 kg dari 20°C menjadi 100°C, jika kalor jenis besi 450 J/kg°C?

Penyelesaian:
Dik :
m = 10 kg
Tₒ = 20°C
Tₐ = 100°C
c = 450 J/kg°C

Ditanyakan: Q?

Jawab:

Q = mc∆T
Q = mc(Tₐ– Tₒ)
Q = 10 × 450 × (100 – 20)
Q = 10 × 450 × 80
Q = 360.000 J = 360 kJ

Jadi, kalor yang dibutuhkan sebatang besi tersebut sebesar 360 kJ.

Sebanyak 300 gram air dipanaskan dari suhu 30°C menjadi 50°C. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/g°C atau 4.200 J/kg°C tentukan:
a) Banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam kalori).
b) Banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam joule).

Penyelesaian:
Dik :
m = 300 g = 0,3 kg
∆T = 50°C – 30°C = 20°C
c = 1 kal/g°C = 4.200 J/kg°C

Ditanyakan: Q dalam kalor dan joule
Jawab:
a) Menentukan jumlah kalor dalam kalori
Q = mc∆T
Q = 300 × 1 × 20
Q = 6.000 kalori

Jadi, banyaknya kalor yang diterima air tersebut adalah 6.000 kalori.


b) Menentukan jumlah kalor dalam joule
Q = mc∆T
Q = 0,3 × 4.200 × 20
Q = 25.200 joule

Catatan penting:
Jika kalor yang diminta dalam kalori, maka gunakan satuan gram. Jika
Jika kalor yang diminta dalam joule, maka gunakan satuan kg. Jika

Atau dengan menggunakan kesetaraan antara kalori dan joule diketahui bahwa:

1 kalori = 4,2 joule sehingga:
Q = 6.000 × 4,2 joule = 25.200 joule

Untuk menaikkan suhu 3 kg zat dari 10°C sampai 80°C adalah 9,45 kJ. Berapakah kalor jenis zat tersebut?

Penyelesaian:
Dik:
m = 3 kg
∆T = 80°C – 10°C = 70°C
Q = 9,45 kJ = 94.500 J

Dit : c
Jawab:
Q = mc∆T
94500 = 3. c. 70
c = 94500/210
c = 450

Jadi kalor jenis zat tersebut adalah 450 J/kg°C.

Perhatikan gambar dibawah,

Air sebanyak 500 g bersuhu 20°C jika diberi kalor 320 kkal, berapakah suhu akhir air?

(Kalor Jenis air 1 kal/g°C dan Kalor Uap Air 540 kal/g)

Penyelesaian:

Dik:
m = 500 g
T₀= 20°C
∆T₁ = 100° - 20° = 80 °C
cₐᵢᵣ = 1 kal/g°C
Lₐᵢᵣ = 540 kal/g
Qₜₒₜ = 320 kkal

Dit: Tₐ

Jawab:
Qₜₒₜ        = Qab + Qbc + Qcd
320000 = (m. c. ∆T₁ )+ (m. L) + (m. c. ∆T₂)
320000 = (500. 1. 80) + (500. 540) + (500. 1. (Tₐ - 100))
320000 = 40000 + 270000+ 500 (Tₐ - 100)
320000 - 310000 = 500 (Tₐ - 100)
10000 = 500 (Ta - 100)
10000/500 = (Tₐ - 100)
20 =  (Tₐ - 100)
20 + 100 = Tₐ
Jadi, suhu air akhir adalah 120°C.

Batang logam bermassa 2 kg memiliki suhu 25°C. Untuk menaikkan suhunya menjadi 75°C dibutuhkan kalor sebesar 5 × 10⁴ kal. Jika suhunya dinaikkan menjadi 125°C maka berapakah kalor yang dibutuhkan?

Penyelesaian:
Dik :
m = 2 kg = 2.000 g
∆T₁ = 75°C – 25°C = 50°C → Q1 = 5 × 10⁴ kal
∆T₂ = 125°C – 25°C = 100°C → Q2 = ?

Kalor jenis benda dapat ditentukan dari keadaan pertama.

Q₁ = mc∆T₁
5 × 10⁴= 2.000 × c × 50
5 × 10⁴= 100.000 × c
c = 5 × 10⁴ : 10⁵
c = 5 × 10⁻¹
c = 0,5 kal/g°C

Maka

Q₂ = mc∆T₂
Q₂ = 2.000 × 0,5 × 100
Q₂ = 100.000

Jadi besar kalor yang dibutuhkan untuk manaikkan suhu tersebut menjadi 125°C adalah 100000 kal atau 100 kkal.

Perhatikan Gambar di bawah!

Sebanyak 100 g es bersuhu -50 °C diberi kalor sebesar Q hingga suhunya mencapai 150 °C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/g°C, kalor lebur es 80 kal/g, kalor jenis air 1 kal/g°C, dan kalor uap air 540 kal/g°C, tentukan :

a. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses ABC

b. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses CDE

c. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses EF

d. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses ABCDEF

Penyelesaian :
Qabc = Qab + Qbc
Qabc = mc∆T + mL
Qabc = (100.0,5.50) + (100.80)
Qabc = 250 + 8000 = 8500

Qcde = Qcd + Qde
Qcde = (mc∆T) + (mL)
Qcde = (100.1.100) + (100.500)
Qcde = 10000 + 50000 = 60000

Qef = mc∆T
Qef = 100. 1. 50 = 5000

Qabcdef = Qabc + Qcde +Qef
Qabcdef = 8500 + 60000 + 5000
Qabcdef = 73500

Jadi
a. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses ABC adalah 8500 kal
b. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses CDE adalah 60000 kal
c. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses EF adalah 5000 kal
d. Jumlah kalor yang dibutuhkan pada proses ABCDEF adalah 73500 kal

Tweet