Untuk menghitung kalor yang diperlukan untuk pemanasan ini, kita perlu mempertimbangkan dua tahap pemanasan yaitu pemanasan es menjadi air cair dan pemanasan air cair menjadi uap air.

Tahap 1: Pemanasan es menjadi air cair

Dalam tahap ini, es perlu dipanaskan hingga mencapai suhu 0°C untuk mencair. Untuk mencapai ini, kita menggunakan rumus:

Q = m * C * ΔT

Di mana:

Q adalah kalor yang diperlukan (dalam joule),

m adalah massa es (dalam kilogram),

C adalah kalor jenis es (sebesar 2100 J/kg°C),

ΔT adalah perubahan suhu (dalam °C).

Dalam kasus ini, massa es adalah 1 kg dan perubahan suhu adalah 0 - (-20) = 20°C. Substitusikan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

Q1 = 1 kg * 2100 J/kg°C * 20°C = 42,000 J

Tahap 2: Pemanasan air cair menjadi uap air

Setelah air mencapai suhu 0°C, kita perlu memanaskan air tersebut hingga mencapai suhu 100°C (titik didih air). Rumus yang digunakan adalah:

Q = m * C * ΔT

Di mana:

Q adalah kalor yang diperlukan (dalam joule),

m adalah massa air (dalam kilogram),

C adalah kalor jenis air (sebesar 4186 J/kg°C),

ΔT adalah perubahan suhu (dalam °C).

Dalam kasus ini, massa air adalah 1 kg dan perubahan suhu adalah 100°C - 0°C = 100°C. Substitusikan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

Q2 = 1 kg * 4186 J/kg°C * 100°C = 418,600 J

Total kalor yang diperlukan untuk pemanasan ini adalah jumlah dari Q1 dan Q2:

Total Q = Q1 + Q2 = 42,000 J + 418,600 J = 460,600 J

Jadi, kalor yang diperlukan untuk pemanasan es menjadi uap air dengan suhu -20°C menjadi 120°C adalah 460,600 joule.