Di dalam sebuah ruang freezer diletakkan botol plastik 2,5 liter

Berikut ini adalah pertanyaan dari ilhammuharram8754 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Di dalam sebuah ruang freezer diletakkan botol plastik 2,5 liter air yang suhunya 20°C. Jika botol plastik tidak melepas kalor. Banyaknya kalor yang diambil dari ruang tersebut agar air berubah menjadi es -12° C adalah. Kalori.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jadi, banyaknya kalor yang diambil dari ruang tersebut agar air berubah menjadi es -12° C adalah -265.000 kal atau setara dengan -265 kkal.

Pendahuluan

Hai ! Disini saya akan membantu Anda untuk membahas materi mengenai "kalor yang dilepas oleh benda". Melepas kalor adalah suatu keadaan melepaskan kalor ke lingkungan sekitar, sehingga mencapai kestabilan suhu. Suhu yang stabil ini akan menurunkan suhu awal benda. Peristiwa melepas kalor ini dapat ditemukan pada peristiwa pembekuan. Pada soal ini, kita akan mendapati tiga proses, yaitu :

Penurunan suhu air dari suhu 20°C hingga 0°C
Pengubahan status air 0°C menjadi es 0°C
Penurunan suhu es hingga -12°C

Pembahasan

Sebelum itu, mari kita ketahui terlebih dahulu persamaan dari perubahan suhu dan pembekuan benda, sebagai berikut.

Perubahan Suhu Benda

$\boxed{\sf{\bold{Q = m \times c \times \Delta T}}}$

Dengan ketentuan :

Q = kalor yang dilepas (J atau kal)
m = massa benda yang melepas kalor (kg atau g)
c = kalor jenis benda yang melepas kalor (J/kg°C atau kal/g°C)
$\sf{\Delta T}$ = perubahan suhu yang terjadi (°C)

Perubahan Wujud Benda

$\boxed{\sf{\bold{Q = m \times L}}}$

Dengan ketentuan :

Q = kalor yang dilepas (J atau kal)
m = massa benda yang melepas kalor (kg atau g)
L = kalor laten (J/kg atau kal/g)

Langkah Penyelesaian

Diketahui :

V = volume air = 2,5 liter = 2.500 cm³
$\sf{\rho}$ = massa jenis air murni = 1 gram/cm³
$\sf{c_{air}}$ = kalor jenis air = 1 kal/g°C
L = kalor lebur es atau kalor beku air = 80 kal/g
$\sf{c_{es}}$ = kalor jenis air = 0,5 kal/g°C
$\sf{T_a}$ = suhu awal = 20°C
$\sf{T_c}$ = suhu akhir = -12°C

Ditanya :

$\sf{Q_{total}}$ = kalor yang dilepas = ... kal

Tips :

Perhatikan suhu awal dan akhir. Suhu akhir adalah minus, maka air dalam keadaan membeku (menjadi es). Maka gunakan tiga tahap penghitungan kalor sebagai berikut.

Jawaban :

Hitung massa air dengan menggunakan prinsip massa jenis

$\sf{m = \rho \times V}$

$\sf{m = 1 \: g/cm^3 \times 2.500 \: cm^3}$

$\sf{\bold{m = 2.500 \: g}}$

Hitung kalor yang dilepas untuk menurunkan suhu air dari 20°C ke 0°C. Gunakan kalor jenis air. Anggap ini sebagai $\sf{Q_1}$ .

$\sf{Q_1 = m_{air} \times c_{air} \times \Delta T}$

$\sf{Q_1 = m_{air} \times c_{air} \times (Ta_1 - Tc_1)}$

$\sf{Q_1 = 2.500 \times 1 \times (20 - 0)}$

$\sf{Q_1 = 2.500 \times 20}$

$\sf{\bold{Q_1 = 50.000 \: kal}}$

Hitung kalor yang dilepas untuk mengubah air bersuhu 0°C ke es bersuhu 0°C. Gunakan kalor lebur es (L). Kalor yang diperlukan untuk melebur es akan sama dengan kalor untuk membekukan air. Anggap ini sebagai $\sf{Q_2}$ .

$\sf{Q = m_{air} \times 80}$

$\sf{Q = 2.500 \times 80}$

$\sf{\bold{Q = 200.000 \: kal}}$

Hitung kalor yang dilepas untuk menurunkan suhu es dari 0°C ke -12°C. Gunakan kalor jenis es. Anggap ini sebagai $\sf{Q_3}$ .

$\sf{Q_3 = m_{es} \times c_{es} \times \Delta T}$

$\sf{Q_3= m_{es} \times c_{es} \times (Ta_2 - Tc_2)}$

$\sf{Q_3= 2.500 \times 0,5 \times (0 - (-12))}$

$\sf{Q_3= 2.500 \times 6}$

$\sf{\bold{Q_3= 15.000 \: kal}}$

Hitung kalor totaldengan menjumlahkan antara $\sf{Q_1}$ , $\sf{Q_2}$ , dan $\sf{Q_3}$ .

$\sf{Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3}$

$\sf{Q_{total} = 50.000 + 200.000 + 15.000}$

$\boxed{\sf{\bold{Q_{total} = 265.000 \: kal}}}$

Kesimpulan

Banyaknya kalor yang diambil dari ruang tersebut agar air berubah menjadi es -12° C adalah -265.000 kal atau setara dengan -265 kkal.

Perhatian :

Kata "diambil dari ruang", menyatakan bahwa es seakan menyerap kalor. Yang terjadi di kasus ini adalah, es akan melepas kalor. Nilai penyerapan kalor dalam jumlah negatif sama artinya dengan nilai pelepasan kalor dalam jumlah positif.

Pelajari Lebih Lanjut

Memperkirakan suhu akhir air saat diberi kalor dalam jumlah tertentu yomemimo.com/tugas/25600895
Suhu campuran air dingin (25°C) dengan air panas (75°C) dengan massa air yang berbeda yomemimo.com/tugas/24709054
Menentukan nilai kalor jenis dari suatu bahan yang dipanaskan yomemimo.com/tugas/22106423

Detail Jawaban

Kelas : 7

Mata Pelajaran : Fisika

Materi : Bab 7 – Suhu, Pemuaian, dan Kalor

Kode Kategorisasi : 7.6.7

Kata Kunci : kalor; kalor beku air; kalor jenis air dan es; menghitung kalor total untuk mengubah air 20°C menjadi es -12°C

#SolusiBrainlyCommunity

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh MDKP dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Sun, 18 Sep 22

<< Previous Post

Next Post >>

Kerjakan soal, tugas, & PR sekolah semakin mudah