Waktu yang diperlukan es dari suhu -10°C ke 25°C adalah 1,27 menit atau 76,47 detik. Waktu ini dapat dicapai dengan bantuan microwave dengan daya sebesar 600 Watt.

Catatan:
Soal lengkapnya: waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan 100 gram es dari suhu awal –10 °C sampai pada suhu kamar (25 °C) dalam microwave yang berdaya 600 W adalah…

(∆Hfus = 6 kJ/mol, cp es = 37,62 J/mol/K, cp air = 75,31 J/mol/K)

Penjelasan dengan langkah-langkah

Perubahan entalpi fusion atau disimbolkan ΔHfus merupakan kalor yang diperlukan suatu benda padat untuk berubah wujud menjadi benda cair atau meleleh. Kalor ini disebut kalor laten zat.

Diketahui:

• Microwave:
  Daya = P = 600 W.
• Es:
  cps = 37,62 J/mol/K.
  g = 100 gram.
  T₁ = -10°C.
• Air:
  cpa = 75,32 J/mol/L.
  T₂ = 25°C.
• Asumsi:
  Pada T₂ air dalam keadaan masih cair (tepat akan menguap).
  Pada 0°C es akan mencair seluruhnya.
  ∆Hfus = 6 kJ/mol.
  ∆Hfus = 6000 J/mol.
• Air = H₂O.
  Dari tabel periodik unsur:
  Ar H = 1 g/mol.
  Ar O = 16 g/mol.
  Mr H₂O = 2 x Ar H + Ar O
  Mr H₂O = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol.

Ditanyakan:

Waktu dari es ke air = t = ?

Penyelesaian:

Langkah 1
Perhitungan mol es yang akan sepenuhnya jadi cair (air).

• n = g : Mr
  n = 100 : 18
  n = 5,56 mol.

Langkah 2
Perhitungan kalor yang diperlukan dari es ke cair.

• Q₁ = n x cps x (0 - T₁)
  Q₁ = 5,56 x 37,62 x (0 - (-10))
  Q₁ = 2.090 J.
• Q₂ = n x ΔHfus
  Q₂ = 5,56 x 6000 J/mol.
  Q₂ = 33.333,33 J.
• Q₃ = n x cpa x (T₂ - 0)
  Q₃ = 5,56 x 75,31 x (25- 0)
  Q₃ = 10.459,72 J.

Langkah 3
Perhitungan total kalor dan waktu pemanasan.

• Total kalor = Q₁ + Q₂ + Q₃
  Total kalor = 2.090 J + 33.333,33 J + 10.459,72 J
  Total kalor = 45883,0556 J.
• t = Total kalor : P
  t = 45883,0556 : 600
  t = 76,47 detik.
  t = 1,27 menit.

Pelajari lebih lanjut

• Materi tentang perhitungan perubahan entalpi penguraian tiga senyawa N₂O₃ dan kalor yang diperlukan untuk menghasilkan 4.48 L NO (STP):
  yomemimo.com/tugas/52021044
• Materi tentang perhitungan perubahan entalpi dengan metode hukum Hess untuk reaksi pembentukan 2SO₃:
  yomemimo.com/tugas/52172821
• Materi tentang perhitungan perubahan entalpi reaksi HCN dengan ion hidroksida:
  yomemimo.com/tugas/52171850

______________

Detail jawaban

Kelas    : XI
Mapel  : Kimia
Bab      : 2 - Termokimia dan Energitika
Kode    : 11.7.2