Penerapan Asas Black dalam Pemecahan Masalah Keingintahuan

Table of Contents

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering memanaskan air untuk membuat minuman.

Kita melihat kalor bersumber dari kompor gas dan kalor tersebut diterima oleh ceret yang berisi air.

Pada pengukuran kalor digunakan suatu alat yang disebut kalorimeter.

Apabila kedua benda atau zat yang berbeda suhunya disentuhkan atau dicampur maka benda yang bersuhu tinggi akan memberikan kalornya kepada benda yang bersuhu rendah sampai suatu saat suhu kedua benda tersebut sama.

Pada proses pencampuran ini berlaku hukum kekekalan energi.

Kalor yang diberikan oleh benda yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu rendah.

Prinsip perpindahan kalor seperti ini yang disebut Asas Black

Asas Black dirumuskan dalam rumus sebagai berikut

Kalor yang diserap = kalor yang dilepas
atau
Q serap = Q lepas

Contoh Soal Asas Black

Contoh Soal Satu

Suatu bola besi dengan massanya 500 gram dipanaskan sampai suhu 100°C. Bola besi tersebut dimasukkan ke dalam kaleng aluminium yang massanya 200 gram dan berisi air yang massanya 600 gram yang mula-mula suhunya 18°C. Kalor jenis air adalah 4,18 kJ/kg.°C sedang kalor jenis aluminium adalah 0,900 kJ/kg.°C. Suhu kesetimbangan akhir campuran adalah 20°C. Tentukan kalor jenis besi tersebut?
Jawab:
Penyelesaian:
Pertambahan suhu air adalah 20°C-18°C = 2°C , maka kalor yang diserap air adalah:
Q_a = m_a.c_a.ΔT
a = (0,6 kg).(4,18 kJ/kg.°C).(2°C) = 5,02 kJ

Melalui cara yang sama, jumlah kalor yang diserap kaleng aluminium tersebut adalah
Q_k = m_kc_kΔT_k = (0,2 kg).(0,900 kJ/kg.°C).(2°C) = 0,36 kJ

Perubahan suhu pada bola besi adalah 100°C-20°C = 80°C, dan kalor yang dilepaskan oleh bola besi adalah:
Q_b = m_bc_bΔT_b = (0,5 kg).(c_b).(80°C) = 40.c_bkg.°C

Berdasarkan asas Black, jumlah kalor yang diberikan oleh bola besi adalah sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh air dan kaleng aluminium sebagai wadahnya, sehingga kita dapat menuliskan persamaan
Q₁ = Q_a + Q_k
40.c_bkg°C = 5,02 kJ + 0,36 kJ = 5,38 kJ

Nilai kalor jenis bola c_b yaitu:
c_b = 5,38 kJ/40kg.°C
c_b = 0,1345 kj/kg.°C

Materi Terkait

• 1 Mengenal Kalor dan Konservasi Energi
• 2 Mengenal Tentang Kalor Jenis
• 3 Mengenal Tentang Kapasitas Kalor
• 4 Perubahan Fasa dan Wujud Pada Zat
• 5 Mengenal Proses Pemuaian Panjang, Luas, dan Volume
• 6 Analisis Cara Perpindahan Kalor
• 7 Perpindahan Kalor secara Konveksi
• 8 Perpindahan Kalor secara Radiasi
• 9 Penerapan Asas Black dalam Pemecahan Masalah Keingintahuan