Rumus Asas Black dan Soal Beserta Pembahasannya

Siapa yang gak tau fisika. Semua orang pasti tau fisika. Fisika bagi sebagian orang merupakan pelajaran yang sulit selain Matematika dan Bahasa Inggris. Dalam kesempatan kali ini, gw  mau berbagi ilmu tentang ASAS BLACK

Secara umum, rumus kalor dibagi menjadi 3, yaitu :

Keterangan :

Q       = Kalor (J)

C       = Kalor Jenis (kal/g°C atau J/kg°C)

M      = Massa Benda (kg)

C       = Kapasitas Kalor (Jumlah energi kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar  1°C)

L        = Kalor Lebur (J/kg°C)

t1-t2 = ∆T (Suhu akhir dikurangi suhu awal)

Energi adalah kekal, sehingga benda yang suhunya tinggi akan melepaskan energi (Ql) dan benda yang suhunya rendah akan menerima energi (Qt) dengan besar yang sama.

Persamaan diatas menyatakan hukum kekekalan energi pada pertukaran kalor dan selanjutnya disebut dengan asas black, sebagai penghargaan atas jasa ilmuwan inggris bernama Joseph Black (1728-1799).

Dari bunyi asas black tersebut, bisa diperoleh persamaan atau rumus asas black, yaitu :

Kalor Lepas = Kalor Terima

Dengan rumus Q = m c Δt

Jika Δt2 dan Δt1 didapat dari skema berikut,

Maka rumus asas black menjadi :

m2 c2 Δt2 = m1 c1 Δt1

m2 c2 (t2-ta) = m1 c1 (ta-t1)

Keterangan :

m2    = Massa materi yang suhunya lebih tinggi

c2    = Kalor jenis materi yang suhunya lebih tinggi

m1    = Massa materi yang suhunya lebih rendah

c1    = Kalor jenis materi yang suhunya lebih rendah

T2        = Suhu yang lebih tinggi

T1        = Suhu yang lebih rendah

Ta        = Suhu akhir / suhu campuran

CONTOH SOAL ASAS BLACK DAN PEMBAHASANNYA

1.      Sebanyak 300 gram air dipanaskan dari 30°C menjadi 50°C. Jika massa jenis air adalah 4.200 J/kg°C, tentukan banyaknya kalor yang diterima air tersebut!

Penyelesaian:

Ø  Diketahui :

·         M        = 300 g = 0,3 kg

·         c          = 4.200 J/kg°C

·         ∆T       = 50°C – 30°C = 20°C

Ø  Ditanyakan : Q dalam Joule

Ø  Jawab :

Banyaknya kalor yang diterima air dihitung dengan menggunakan rumus atau persamaan berikut ini.

Q = m c ∆T

Q = (300 g)(4.200 J/kg°C)(20°C)

= (0.3 kg)(4.200 J/kg°C)(20°C)

Q =  25.200 Joule.

2.      Air sebanyak 0,5 kg yang bersuhu 100°C dituangkan ke dalam panci dari aluminium yang memiliki massa 1 kg. Jika suhu awal termos sebesar 25°C, kalor jenis aluminium 900 J/kg°C, dan kalor jenis air 4.200 J/kg°C, maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai!

Penyelesaian :

Ø  Diketahui:

·         Mpnc    = 1 kg

·         Mair     = 0,5 kg

·         Tair      = 100°C

·         Tpnc     = 25°C

·         Cair      = 4.200 J/kg°C

·         Cpnc     = 900 J/kg°C

Ø  Ditanyakan : Suhu Akhir Campuran (TC)

Ø  Jawab :

QLepas = QTerima

mair × cair × ∆Tair = mpnc × cpnc × ∆Tpnc

mair × cair × (Tair – TC) = mpnc × cpnc × (TC – Tpnc)

0,5 × 4.200 × (100 – TC) = 1 × 900 × (TC – 25)

2.100 × (100 – TC) = 900 × (TC – 25)

210.000 – 2.100TC = 900TC – 22.500

210.000 + 22.500 = 900 TC + 2.100TC

232.500 = 3.000TC

TC = 232.500/3.000

TC = 77,5°C

Oke, mungkin cuma sampe situ aja. Untuk soal-soal lainnya bakal gw post di postingan berikutnya. Tentunya dengan tingkatan soal yang lebih tinggi dan juga disertai pembahasannya. Good Luck!