Question

Setengah kilogram es bersuhu -40°c dicampur dengan 1 kg air bersuhu 40°c kalor jenis es 0,5 kal/g°c kalor jenis air 1 kal/g°c dan kalor lebur es 80 kal/g pada keadaan akhir banyaknya es yang telah melebur adalah

Answer 1

M es = 0,5 kg          = m1
T es  = (-40)°C        = T1
c es   = 0,5 kal/g°C = c1
L        = 80 kal/g
m air  = 1 kg            = m2
T air   = 40°C           = T2
c air    = 1 kal/g°C    = c2

Keseimbangan Termal :
         m1 . c1 . ΔT1 = m2 . c2 .  ΔT2
0,5 . 0,5 . ( T - (-40) = 1 . 1 . ( 40 - T )
       0,25 . ( T + 40 ) = 40 - T
               0,25T + 10 = 40 - T
                0,25T + T = 40 - 10
                       1,25T = 30
                               T = 30 / 1,25
                                   = 24°C

Kalor yang dilepas air :
Q = m .c . ΔT
   = 1 . 1 . ( 40 - 24 )
   = 16 kal

Kalor yang diterima es :16 kal
Kalor yang dibutuhkan es untuk bersuhu 0°C :
Q = m . c . ΔT
     = 0,5 . 0,5 . ( 0 - ( -40)
     = 0,25 . 40
     = 10 kal

Kalor untuk peleburan : 16 - 10 = 6 kal
massa kalor yang dapat dileburkan dgn 6 kal :
Q = m . L
m = Q / L
    = 6 / 80
    = 3/40 kg es telah melebur