Jawaban:

L = 355200 J/kg

Penjelasan:

Untuk menghitung kalor laten (L), kita dapat menggunakan rumus:

L = Q / m

dimana Q adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meleburkan benda dan m adalah massa benda tersebut. Kita sudah diberikan total kalor yang diperlukan, sehingga kita hanya perlu mencari massa benda yang melebur. Untuk itu, kita dapat menggunakan rumus:

Q = m × c × ΔT

dimana c adalah kapasitas kalor benda dan ΔT adalah perubahan suhu yang dialami benda. Kita dapat menggunakan rumus ini untuk menghitung jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan benda padat dari -15 °C hingga 10 °C, dan untuk memanaskan benda cair dari 10 °C hingga 30 °C. Total kalor yang diperlukan untuk tahap ini adalah:

Q1 = m × c1 × ΔT1 + m × c2 × ΔT2

Kita sudah diberikan nilai c1 dan c2, yaitu 1200 J/kg/°C dan 2600 J/kg/°C, sehingga kita hanya perlu mencari nilai m dan ΔT untuk setiap tahap. Pertama-tama, kita hitung jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan benda padat dari -15 °C hingga 10 °C:

Q1a = m × c1 × ΔT1a

Q1a = m × 1200 × (10 - (-15))

Q1a = 37500m

Selanjutnya, kita hitung jumlah kalor yang diperlukan untuk meleburkan benda padat menjadi cair:

Q1b = m × L

Akhirnya, kita hitung jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan benda cair dari 10 °C hingga 30 °C:

Q1c = m × c2 × ΔT1c

Q1c = m × 2600 × (30 - 10)

Q1c = 52000m

Total kalor yang diperlukan untuk tahap 1 adalah:

Q1 = Q1a + Q1b + Q1c

Q1 = 37500m + L + 52000m

Q1 = 89500m + L

Kita sudah diberikan nilai total kalor yang diperlukan untuk seluruh tahap, yaitu 567000 J. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan persamaan:

567000 = Q1 + Q2

dimana Q2 adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk tahap selanjutnya, yaitu memanaskan benda cair dari 10 °C hingga 30 °C. Kita sudah menghitung nilai Q1, sehingga kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut:

567000 = 89500m + L + m × c2 × ΔT2

567000 = 89500m + L + m × 2600 × (30 - 10)

567000 = 89500m + L + 52000m

567000 = 141500m + L

L = 567000 - 141500m

Sekarang kita perlu mencari nilai massa benda (m) untuk menghitung nilai kalor laten (L). Kita dapat menggunakan fakta bahwa benda awalnya memiliki massa 3 kg, sehingga massa benda padat yangmelebur dapat dihitung dengan mengurangi massa benda cair dengan massa awal:

m = 3 - mair

Kita juga sudah diberikan informasi bahwa suhu benda cair tetap pada 10 °C saat melebur, sehingga kita dapat menggunakan rumus:

Q2 = m × L

untuk menghitung jumlah kalor yang diperlukan untuk meleburkan benda. Akhirnya, kita dapat menyelesaikan persamaan untuk mencari nilai kalor laten:

L = 567000 - 141500m

L = 567000 - 141500(3 - mair)

L = 567000 - 424500 + 141500mair

L = 142500 + 141500mair

Untuk mencari nilai mair, kita dapat menggunakan fakta bahwa suhu benda cair tetap pada 10 °C saat melebur. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan rumus:

Q1a + Q1b = Q2

untuk mencari nilai mair. Substitusi nilai-nilai yang sudah dihitung sebelumnya, kita dapat menuliskan persamaan:

37500m + L = mair × (2600 × (10 - 0) + L)

37500m + L = 26000mair + L

37500m = 26000mair

mair = 37500 / 26000

mair = 1.44 kg

Substitusi nilai mair ke dalam rumus untuk L, kita dapat menghitung nilai kalor laten:

L = 142500 + 141500(1.44)

L = 355200 J/kg

Jadi, kalor laten (kalor peleburan) dari benda tersebut adalah 355200 J/kg.