);

Contoh soal asas Black serta pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal asas Black yang disertai pembahasannya atau penyelesaiannya. Asas Black menjelaskan tentang jika dua benda berbeda suhu dicampurkan, maka benda yang suhunya lebih tinggi memberikan kalor pada benda yang suhunya rendah sehingga suhu akhirnya sama. Jumlah kalor yang diserap oleh benda yang suhunya rendah sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda yang suhunya tinggi atau secara matematis asas Black dirumuskan dengan Qserap = Qlepas. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal asas Black dan pembahasannya dibawah ini.

Contoh soal 1

Air bermassa 200 gram bersuhu 20 °C dicampur dengan 100 gram air bersuhu 90 °C. Jika kalor jenis air = 1 kal/gr.°C, suhu akhir campuran saat kesetimbangan termal adalah…
A. 10 °C
B. 30 °C
C. 50 °C
D. 75 °C
E. 150 °C

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

  • mserap = 200 gram
  • mlepas = 100 gram
  • Tserap = 30 °C
  • Tlepas = 90 °C

Suhu akhir campuran dihitung dengan cara dibawah ini:

  • Kalor serap = kalor lepas
  • mserap . cair . ΔTserap = mlepas . cair . ΔTlepas
  • 200 g . 1 kal/gr.°C . (T – 30 °C) = 100 g . 1 kal/g.°C . (90 °C – T)
  • 200 T kal/°C – 6000 kal = 9000 kal – 100 T kal/°C.
  • 200 T kal/°C + 100 T kal/°C = 9000 kal + 6000 kal
  • 300 T kal/C = 15.000 kal
  • T = 15000/300 = 50 °C

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 2

Sepotong logam bermassa 50 gram bersuhu 90 °C dicelupkan kedalam 100 gram air bersuhu 29,5 °C. Jika kalor jenis air 1 kal/g.°C dan suhu akhir 35 °C maka kalor jenis logam adalah…
A. 0,20 kal/g.°C
B. 0,16 kal/g.°C
C. 0,15 kal/g.°C
D. 0,12 kal/g.°C
E. 0,10 kal/g.°C

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

  • mserap = 100 gram
  • mlepas = 50 gram
  • Tserap = 29,5 °C
  • Tlepas = 90 °C
  • Takhir = 35 °C

Kalor jenis logam dihitung dengan cara dibawah ini.

  • mserap = mlepas
  • mserap . cair . ΔTserap = mlepas . clogam . ΔTlepas
  • 100 g . 1 kal/g.°C . (35 °C – 29,5 °C) = 50 g . clogam . (90 °C – 35 °C)
  • 550 kal = 2750 g/°CC . clogam
  • clogam = 550/2750 = 0,2 kal/g.°C

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 3

Sepotong es yang massanya 75 gram saat berada pada titik leburnya dimasukkan ke dalam bejana berisi 150 gram air bersuhu 100 °C. Kalor jenis air 1 kal/g.°C dan kalor lebur es 80 kal/g. JIka dianggap tidak ada kalor yang terserap pada wadahnya setelah terjadi kesetimbangan termal, maka suhu air adalah…
A. 60 °C
B. 50 °C
C. 45 °C
D. 40 °C
E. 36 °C

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini es sebagai zat yang menyerap kalor dan air sebagai zat yang melepas kalor. Maka cara menentukan suhu air sebagai berikut:

  • Kalor serap = kalor lepas
  • mes . Les + mes . cair . ΔTserap = mlepas . cair . ΔTlepas
  • 75 g . 80 kal/g + 75 g . 1 kal/g.°C . (T – 0 °C) = 150 g . 1 kal/g.°C . (100 °C – T)
  • 6000 kal + 75 T kal/°C = 15.000 kal – 150 T kal/°C
  • 75 T kal/°C + 150 T kal/°C = 15.000 kal – 6000 kal
  • 225 T kal/°C = 9000 kal
  • T = 9000/225 = 40 °C

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 4

Es bermassa M gram bersuhu 0 °C dimasukkan ke dalam air bermassa 340 gram dan suhu 20 °C yang ditempatkan pada bejana khusus. Anggap bejana tidak menyerap kalor. Jika Les = 80 kal/g, cair = 1 kal/g.°C, semua es mencair dan kesetimbangan termal tercapai pada suhu 5 °C maka massa es adalah…

A. 60 gram

B. 68 gram

C. 75 gram

D. 80 gram

E. 170 gram

Pembahasan/ penyelesaian soal

Pada soal ini es sebagai zat yang menyerap kalor dan air sebagai zat yang melepas kalor.

  • kalor serap = kalor lepas
  • mes . Les + mes + cair . (5 – 0) °C = mair . cair . (20 – 5) °C
  • mes . 80 kal/g + mes . 1 kal/g.°C . 5 °C = 340 g . 1 kal/g.°C . 15 °C
  • mes . 85 kal/g = 5100 kal
  • mes = 5100/85 = 60 gram

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 5

Balok es bermassa 50 gram bersuhu -5 °C dicelupkan pada 200 gram air bersuhu 30 °C yang diletakkan pada wadah khusus. Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika cair = 1 kal/g.°C dan Les = 80 kal/g.°C, ces = 0,5 kal/g.°C maka suhu akhir campuran adalah …
A. 5 °C
B. 7,5 °C
C. 11 °C
D. 14 °C
E. 17,5 °C

Pembahasan / penyelesaian soal

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

  • kalor serap = kalor lepas
  • mes . ces . ΔTes + mes . Les + mes . cair . ΔTserap = mair . cair . ΔTlepas
  • 50 . 0,5 . (0 – (-5) + 50 . 80 + 50 . 1 . (T – 0) = 200 . 1 . (30 – T)
  • 125 + 4000 + 50T = 6000 – 200T
  • 50T + 200T = 6000 – 4000 – 125
  • 250 T = 1875
  • T = 1875/250 = 7,5 °C

Soal ini jawabannya B.

You cannot copy content of this page