Kalor yang diperlukan es dari es dengan suhu -5°C menjadi air dengan suhu 0°C (asumsi sebagai suhu akhir) adalah 42 kJ. Kalor ini dianggap berasal dari sinar matahari dan udara lingkungan yang hangat.

Perbaikan narasi soal:
Sebuah es dengan berat 40 N diantar ke pasar Pandansari dengan cara memasukkan es tersebut ke dalam termos es, sehingga suhunya terjaga -5°C. Setelah sampai di pasar, es itu dikeluarkan dan ditaruh di atas meja yang terkena sinar matahari. Pada saat itu suhu ruangan di pasar sebesar 35°C. Jika kalor jenis air 4200 J/kg C, kalor lebur es 336 kJ/kg, dan kalor jenis es 2100 J/kg°C maka nilai kalor yang dibutuhkan es sampai titik leburnya 0°C sebesar....kJ.

Asumsi:
Yang ditanyakan adalah ketika es belum mengalami pencairan.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Kalor yang diserap oleh es untuk meningkatkan suhu es sampai titik lebur disebut kalor sensibel. Adapun kalor yang diperlukan es untuk melebur menjadi air disebut kalor laten. Untuk perhitungan kalor laten dan sensibel dapat digunakan persamaan berikut:

• Qs = m₁ x cp x ΔT
• Ql = m₂ x L

Keterangan:

• Qs = kalor sensibel, J.
• Ql = kalor laten, J.
• m₁ = massa es yang mengalami perubahan suhu, kg.
• m₂ = massa es yang melebur menjadi air, kg.
• L = kalor lebur es, J/kg.
• cp = kalor jenis, J/kg/°C.
• ΔT = selisih suhu, °C.

Diketahui:

• W = 40 N.
• Suhu awal es:
  Ta = -5°C.
• Suhu akhir air:
  Tb = 35°C.
• cp air = 4200 J/kg/°C.
• cp es = 2100 J/kg/°C.
• L = 336 kJ/kg
  L = 336000 J/kg.
• T lebur (suhu lebur es) = 0°C.

Ditanyakan:

Qs₁ = ?

Penyelesaian:

Langkah 1
Perhitungan kalor sensibel es sampai suhu 0°C (titik leburnya).

• Massa es:
  m = W : g
  g = percepatan gravitasi = 10 m/s².
  m = 40 : 10
  m = 4 kg.

• Qs₁ = m x cp es x (T lebur - Ta)
  Qs₁ = 4 x 2100 x (0 - (-5))
  Qs₁ = 42000 J.
  Qs₁ = 42 kJ.

Langkah 2
Perhitungan kalor lebur es menjadi air.

• Ql = m x L
  Ql = 4 x 336000
  Ql = 1344000 J.
  Ql = 1344 kJ.

Langkah 3
Perhitungan kalor sensibel air dari 0°C sampai 35°C.

Asumsi semua es mencair menjadi air sampai suhunya sama dengan suhu lingkungan pasar, yaitu 35°C.

• Qs₂ = m x cp air x (Tb - T lebur)
  Qs₂ = 4 x 4200 x (35 - 0)
  Qs₂ = 588000 J.
  Qs₂ = 588 kJ.

Langkah 4
Perhitungan kalor total yang diperlukan es dari suhu -5°C sampai menjadi air dengan suhu 35°C.

• Q total = Qs₁ + Ql + Qs₂
  Q total = 42000 + 1344000 + 588000
  Q total = 1974000 J.
  Konversi ke kJ dengan membagi nilai Joule dengan 1000:
  Q total = 1974 kJ.

Kesimpulan

Kalor yang diperlukan es sampai titik lebuhnyahanya42 kJ.

Pelajari lebih lanjut

• Materi tentang rumus perhitungan suhu campuran dan contohnya:
  yomemimo.com/tugas/5984719
• Materi tentang perhitungan kalor beku air ke es:
  yomemimo.com/tugas/2806087
• Materi tentang perhitungan kalor jenis logam:
  yomemimo.com/tugas/9820510

______________

Detail jawaban

Kelas    : X
Mapel  : Fisika
Bab      : 9 - Suhu dan Kalor
Kode    : 10.6.9

#SolusiBrainlyCommunity