Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya

Untuk mendapatkan jumlah kalor atau panas yang diperlukan untuk melebur es dengan suhu tertentu, kita bisa membagi tahapnya menjadi dua. Lebih lengkapnya pada soal..

Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya

Soal :
1). 500 gram es memiliki suhu -4⁰C dipanaskan sampai melebur. Jika kalor jenis es 2100 J/Kg.⁰C, kalor jenis air 4200 J/Kg.⁰C dan kalor lebur es 300.000 J/Kg, hitunglah kalor atau panas yang diperlukan!

Kita lihat dulu data yang ada :
  • Massa es = 500 gram = 0,5 kg (ubah satuan menjadi kg sesuai dengan satuan kalor jenis)
  • Kalor jenis es (c.es) = 2100 J/Kg.⁰C
  • Kalor jenis air (c.air) = 4200 J/Kg.⁰C
  • Kalor lebur es (L.es) = 300.000 J/Kg

Untuk mendapatkan kalor total yang diperlukan, prosesnya bisa dibagi menjadi dua :

  • Kalor bagi es untuk mencapai suhu 0⁰C
  • Kalor untuk meleburkan es sampai menjadi air semuanya.

1. Kalor untuk menaikkan suhu es sampai 0⁰C

Mari lihat gambar dibawah ini.

Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya

Yang dihitung adalah proses dari A sampai B. Proses ini menaikkan suhu es dari -4⁰C sampai ke titik 0⁰C. Kalor A-B = m.c.Δt
  • m = massa es = 0,5 kg
  • c = kalor jenis es = 2100 J/Kg.⁰C
  • Δt = perbedaan suhu

Kita tidak menggunakan kalor jenis air, karena pada awalnya benda dalam wujud es, sehingga yang digunakan adalah kalor jenis es.

Perbedaan suhu bisa dihitung dengan mengurangkan suhu akhir dengan suhu awal. Untuk proses dari A-B :

  • Suhu awal (t₁) = -4⁰C
  • Suhu akhir (t₂) = 0⁰C
Sehingga : Δt = t₂ - t₁ = 0 - (-4) = 0 + 4 = 4⁰C

= 0,5 × 2100 × 4 = 4200 J Kita sudah mendapatkan kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu es menjadi 0⁰C, yaitu sebesar 4200 J.

2. Mencari kalor untuk meleburkan es sampai menjadi air

Perhatikan lagi gambar dibawah ini.

Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya

Kali ini proses yang digunakan adalah B-C.
Perhatikan pada proses ini!
Tidak terjadi perubahan suhu, karena disini hanya terjadi proses perubahan dari es bersuhu 0⁰C sampai menjadi air bersuhu 0⁰C.
Rumus yang digunakan agak berbeda sedikit. Kita tidak akan menggunakan perubahan suhu pada rumusnya. Kalor B-C = m.L
  • m = massa es = 0,5 Kg
  • L = kalor lebur es = 300.000 J/Kg
Langsung masukkan ke dalam rumus. Kalor B-C = m.L = m × L = 0,5 × 300.000 = 150.000 J Untuk proses B-C, sudah diperoleh kalor yang diperlukan adalah 150.000 J.

3. Menghitung kalor total

Kalor total untuk melebur es bersuhu -4⁰C sampai menjadi air sepenuhnya adalah penjumlahan dari  proses A-B dan B-C. Kalor total = kalor A-B + kalor B-C = 4200 J + 150.000 J = 154.200 J. Itulah kalor yang diperlukan es sampai melebur.

Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya

Jawaban:

Kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan 300 gram es dari suhu -5°C hingga menjadi air pada suhu 10°C adalah 116.550 J

Penjelasan:

Diketahui :

m = Massa = 300 gram = 0,3 Kg

t(es) = suhu es  = -5°C

t(air) = Suhu air = 10°C

C(es) = Kalor jenis es = 2.100 J/kg°C

C(air) = Kalor jenis air = 4.200 J/kg°C

L(es) = Kalor lebur es = 336.000 J/kg)​

Ditanyakan :

Q = Kalor yang dibutuhkan = ....

Penyelesaian :

Ada 3 tahapan dalam menyelesaikan soal ini yaitu :

  1. Q1 = Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu es dari -5°C hingga 0°C.
  2. Q2 = Kalor yang diperlukan untuk meleburkan es menjadi air.
  3. Q3 = Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air dari 0°C hingga 10°C.

Tahap 1 (Q1) menggunakan persamaan :

Q1 = m x C(es) x Δt

Q1 = 0,3 x 2.100 x (0 - (-5))

Q1 = 3.150 J

Tahap 2 (Q2) menggunakan persamaan :

Q2 = m x L(es)

Q2 = 0,3 x 336.000

Q2 = 100.800 J

Tahap 3 (Q3) menggunakan persamaan) :

Q3 = m x C(air) x Δt

Q3 = 0,3 x 4.200 x (10 - 0)

Q3 = 12.600 J

Total kalor yang dinutuhkan pada ketga tahap tersebut adalah :

∑Q = Q1 + Q2 + Q3

∑Q = 3.150 J + 100.800 J + 12.600 J

∑Q = 116.550 J

Pelajari Materi Lebih Lanjut Pada :  

  • Materi Tentang Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 2 kg es dari -5°C menjadi 60°C : https://brainly.co.id/tugas/25230870

#BelajarBersamaBrainly  

Hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan untuk melebur 100 gram es -15°C menjadi air 30°C, jika , 

Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya
 dan 
Berapakah kalor yang dibutuhkan 300 gram es untuk melebur seluruhnya