Asas Black Dan Kalorimeter + Pola Soal Dan Pembahasan

Ketika kita ingin mandi dengan air hangat, maka untuk keperluan ini kita ambil 2 liter air yang bersuhu 70oC, kemudian kita campurkan dengan 4 liter air yang bersuhu 30oC. Bagaimana suhu air 70oC setelah dicampur dan bagaimana pula suhu air 30oC? Ternyata air hangat itu bersuhu kurang lebih 40oC. Mengapa hal itu sanggup terjadi?

Untuk sanggup menjawaban hal tersebut, kita harus mengetahui terlebih lampau terkena konsep asas Black wacana kalor dan pengukuran kalor secara kuantitatif memerlukan suatu alat yang disebut kalorimeter. Nah, pada peluang kali ini kita akan mengulas wacana azas Black dan Kalorimeter.

1. Asas Black

Menurut aturan keabadian energi, bahwa energi tidak sanggup diciptakan atau dimusnahkan, yang terjadi spesialuntuklah perubahan bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Kita ambil contoh, sebuah benda A massa m1, suhu T1 dan kalor jenisnya c1. Kemudian kita masukkan ke dalam air B yang massanya m2, suhu T2, dan kalor jenis c2.

Sesudah terjadi kesetimbangan, dianggap tidak ada kalor yang diserap oleh tempat, suhu air menjadi T. Perhatikan gambar diberikut ini.

Dalam hal ini benda A suhunya turun dari T1 ke T. Maka kalor yang dilepas benda A yaitu Q1 = m1c1(T1 – T). Sedangkan air B, suhunya naik dari T2 ke T. Maka kalor yang diserap air B yaitu Q2 = m2c2(T – T2).

Berdasarkan aturan keabadian energi untuk kalor, jumlah kalor yang dilepas benda A sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh air B. hal ini dikenal dengan nama Asas Black. Secara matematis, asas Black dirumuskan sebagai diberikut.

Kalor yang dilepas = kalor yang diterima

Q1 = Q2

m1c1∆T1 = m2c2∆T2

m1c1(T1 – T) = m2c2(T – T2)

Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut Asas Black. Hal ini sebagai penghargaan bagi seorang ilmuwan dari Inggris berjulukan Joseph Black (1728 - 1799).

Info Fisika

Joseph Black mengira bahwa kapasitas gerah ialah jumlah gerah yang sanggup ditampung oleh suatu benda. Hal ini bersama-sama ialah ukuran wacana jumlah tenaga yang diharapkan untuk menaikkan suhu suatu benda dalam jumlah tertentu.

2. Kalorimeter

Kalorimeter yaitu alat untuk mengukur kalor jenis suatu zat atau bahan, menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Salah satu bentuk kalorimeter yaitu kalorimeter campuran. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah ember logam yang kalor jenisnya diketahui.

Bejana ini biasanya ditempatkan di dalam ember lain yang agak lebih besar. kedua ember dipisahkan oleh materi penyekat, contohnya gabus atau wol. Kegunaan ember luar yaitu sebagai isolator semoga pertukaran kalor dengan sekitar kalorimeter sanggup dikurangi.

Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat dicampurkan di dalam kalorimeter, air di dalam kalorimeter perlu diaduk semoga diperoleh suhu merata sebagai akhir percampuran dua zat yang suhunya tidak sama. Asas penerapan kalorimeter yaitu Asas Black.

Zat yang ditentukan kalor jenisnya digerahkan hingga suhu tertentu. melaluiataubersamaini cepat zat itu dimasukkan ke dalam kalorimeter yang meliputi air dengan suhu dan massanya sudah diketahui. Kalorimeter diaduk hingga suhunya tidak berubah lagi. melaluiataubersamaini memakai aturan keabadian energi, kalor jenis zat yang dimasukkan dihitung.

Poin Fisika

Pertukaran energi kalor ialah dasar metode yang dikenal dengan nama kalorimetri, yang ialah pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Untuk melaksanakan pengukuran kalor yang diharapkan untuk menaikkan suhu suatu zat digunakan kalorimeter. Salah satu kegunaan yang penting dari kalorimeter yaitu dalam penentuan kalor jenis suatu zat. Pada metode yang dikenal sebagai “metode campuran”, satu sampel zat digerahkan hingga temperatur tinggi yang diukur dengan akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air cuek kalorimeter. Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter. melaluiataubersamaini mengukur suhu selesai adonan tersebut, maka sanggup dihitung kalor jenis zat tersebut.

misal Soal dan Pembahasan

Sebuah kalorimeter yang kapasitas kalornya 40 kal/oC meliputi 200 gram air suhunya 20oC akan digunakan untuk memilih kalor jenis kuningan. Ke dalam kalorimeter dimasukkan 100 gram kuningan yang bersuhu 80oC. Jika suhu selesai air 22oC dan kalor jenis air 1 kal/goC, berapakah kalor jenis kuningan?

Penyelesaian:

Diketahui:

Ckal = 40 kal/oC

ma = 200 gram

Ta = 20oC

mk = 100 gram

Tk = 80oC

Takhir = 22oC

ca = 1 kal/goC

∆Ta = Takhir − Ta = (22 – 20) = 2oC

∆Tk = Tk− Takhir = (80 – 22) = 58oC

∆Tka = ∆Ta = 2oC

Ditanyakan: kalor jenis kuningan (ck) = …?

Jawab:

Kalor yang dilepas oleh kuningan = kalor yang diterima oleh kalorimeter dan air.

Q1 = Q2

≫ mk × ck × ∆Tk = ma × ca × ∆Ta + Ckal × ∆Tka

≫ 100 × ck × 58 = (200 × 1 × 2) + (40 × 2)

≫ 5.800ck = 400 + 40

≫ 5.800ck = 440

≫ 580ck = 44

≫ ck = 44/580

≫ ck = 0,076

Jadi, kalor jenis kuningan tersebut yaitu 0,076 kal/goC.

Latihan Soal

1. Sebutkan dengan terang Asas Black!

2. Kalor jenis aluminium aluminium lebih besar dari kalor jenis kuningan. Apa kesudahannya apabila pada jumlah massa yang sama kedua benda didiberi kalor yang sama?

3. Ke dalam panci aluminium yang massanya 0,5 kg, suhu 80oC. Hitunglah suhu air di dalam panci aluminium. (kalor jenis aluminium yaitu 900 J/kgK).

4. Untuk memilih kalor jenis suatu zat, ke dalam kalorimeter yang memiliki kapasitas kalor 168 J/K, meliputi 400 gram air yang bersuhu 20oC. Dimasukkan sebuah benda bermassa 200 gram ke dalam kalorimeter. Jika suhu benda 80oC, hitung kalor jenis benda (dalam SI)!

5. Sebuah peluru yang massanya 2,0 gram bergerak dengan laju sebesar 200 m/s tertanam di dalam sebuah balok kayu yang massanya 2,0 kg yang digantungkan menyerupai bandul. Hitunglah kenaikan temperatur dari peluru tersebut dengan mengganggap bahwa tiruana tenaga yang diserap digunakan untuk menaikkan temperatur!

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :