3. Kalorimeter dengan kapasitas kalor 209 J/°C berisi 100 gram air bersuhu 20°C. Anton memasukkan air bersuhu 100°C ke dalam kalorimeter tersebut. Jika suhu akhir campuran 50°C dan kalor jenis air 4.180 J/kg C, tentukan massa air yang dimasukkan Anton!
Penyelesaian:
Berdasarkan Asas Black, kalor yang dilepas oleh air bersuhu 100°C sama dengan kalor yang diterima oleh air bersuhu 20°C dan kalorimeter.
Q1 = Q2 + Q3
m1c1(T1 - T2) = m2c2(T2 - T3) + C(T2 - T1)
m1(4.180 J/kg C)(100°C - 50°C) = m2(4.180 J/kg C)(50°C - 20°C) + 209 J/°C(50°C - 20°C)
m1(4.180 J/kg C)(50°C) = m2(4.180 J/kg C)(30°C) + 209 J/°C(30°C)
m1(2090 J) = m2(12540 J) + 6270 J
m1 = (m2 + 5.21)/2.09
m2 = m1 - 5.21
m1 = m2 + 5.21
m2 = m1 - 5.21
m2 = (2090 J)/(4.180 J/kg C)(50°C) - 5.21 kg
m2 = 0.43 kg
Jadi, massa air yang dimasukkan Anton adalah 0,43 kg.
Penjelasan:
Dalam soal ini, diketahui bahwa kapasitas kalor kalorimeter adalah 209 J/°C, suhu awal air bersuhu 20°C adalah 20°C, suhu awal air bersuhu 100°C adalah 100°C, dan suhu akhir campuran adalah 50°C.
Dengan menggunakan Asas Black, dapat dihitung bahwa massa air bersuhu 100°C adalah 0,43 kg.