25 g uap air suhu 120°C dialirkan pada 2 kg bersuhu -4°C, berapa suhu akhir?
callula1910
Anda dapat menggunakan hukum pelestarian energi untuk menghitung suhu akhir dalam masalah ini. Hukum pelestarian energi menyatakan bahwa energi total sistem akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar.
Pertama, mari hitung energi awal uap air dan es sebelum percampuran:
Energi awal uap air (Q1) = massa x panas jenis x suhu Q1 = 0.025 kg x 2010 J/kg°C x 120°C = 60,300 J
Energi awal es (Q2) = massa x panas jenis x suhu Q2 = 2 kg x 2100 J/kg°C x (-4°C) = -16,800 J (negatif karena suhu lebih rendah dari 0°C)
Total energi awal (Qtotal_awal) = Q1 + Q2 Qtotal_awal = 60,300 J - 16,800 J = 43,500 J
Selanjutnya, saat uap air mengalir ke dalam es dan mencapai suhu akhir (misalnya, suhu kesetimbangan), energi total sistem harus tetap konstan. Jadi,
Qtotal_awal = massa_total x panas jenis x suhu_akhir
Kita ingin mencari suhu akhir (suhu kesetimbangan), jadi kita akan menyusun persamaan:
43,500 J = (0.025 kg + 2 kg) x 2100 J/kg°C x suhu_akhir
43,500 J = 2.025 kg x 2100 J/kg°C x suhu_akhir
Sekarang, kita bisa menghitung suhu akhir (suhu kesetimbangan):
suhu_akhir = 43,500 J / (2.025 kg x 2100 J/kg°C) ≈ 10.95°C
Jadi,
suhu akhir saat campuran uap air dan es adalah sekitar 10.95°C.
Pertama, mari hitung energi awal uap air dan es sebelum percampuran:
Energi awal uap air (Q1) = massa x panas jenis x suhu
Q1 = 0.025 kg x 2010 J/kg°C x 120°C = 60,300 J
Energi awal es (Q2) = massa x panas jenis x suhu
Q2 = 2 kg x 2100 J/kg°C x (-4°C) = -16,800 J (negatif karena suhu lebih rendah dari 0°C)
Total energi awal (Qtotal_awal) = Q1 + Q2
Qtotal_awal = 60,300 J - 16,800 J = 43,500 J
Selanjutnya, saat uap air mengalir ke dalam es dan mencapai suhu akhir (misalnya, suhu kesetimbangan), energi total sistem harus tetap konstan. Jadi,
Qtotal_awal = massa_total x panas jenis x suhu_akhir
Kita ingin mencari suhu akhir (suhu kesetimbangan), jadi kita akan menyusun persamaan:
43,500 J = (0.025 kg + 2 kg) x 2100 J/kg°C x suhu_akhir
43,500 J = 2.025 kg x 2100 J/kg°C x suhu_akhir
Sekarang, kita bisa menghitung suhu akhir (suhu kesetimbangan):
suhu_akhir = 43,500 J / (2.025 kg x 2100 J/kg°C) ≈ 10.95°C
Jadi,
suhu akhir saat campuran uap air dan es adalah sekitar 10.95°C.