3. Es bermassa 5 kg mengalami perubahan suhu dan wujud seperti pada grafik di bawah ini! Suhu (°C) Factor B 5 10 15 20 25 -5 15 10 5 O 30 t(s), -10% A Hitunglah jumlah kalor selama proses ABCD! (Kalor jenis es 2.100 J/kg°C, kalor jenis air 4.200 J/kg°C, kalor lebur es 334.000 J/kg) Jawab:
Jawaban:
Untuk menghitung jumlah kalor selama proses ABCD, kita perlu memperhitungkan perubahan suhu dan perubahan wujud es menjadi air.
Dalam proses AB, es mengalami peningkatan suhu dari -5°C menjadi 0°C. Kita dapat menggunakan rumus:
Q = m * c * ΔT
Di mana:
Q = jumlah kalor (dalam Joule)
m = massa (dalam kilogram)
c = kalor jenis (dalam J/kg°C)
ΔT = perubahan suhu (dalam °C)
Untuk proses AB, perubahan suhu adalah 0°C - (-5°C) = 5°C. Massa es adalah 5 kg. Kalor jenis es adalah 2.100 J/kg°C.
Q_AB = 5 kg * 2.100 J/kg°C * 5°C
= 52.500 J
Selama proses AB, jumlah kalor yang diperlukan adalah 52.500 Joule.
Dalam proses BC, es berubah wujud menjadi air pada suhu 0°C. Kita perlu menghitung kalor yang diperlukan untuk melarutkan es menjadi air pada suhu tersebut. Rumus yang digunakan adalah:
Q = m * L
Di mana:
Q = jumlah kalor (dalam Joule)
m = massa (dalam kilogram)
L = kalor lebur (dalam J/kg)
Untuk proses BC, massa es adalah 5 kg dan kalor lebur es adalah 334.000 J/kg.
Q_BC = 5 kg * 334.000 J/kg
= 1.670.000 J
Selama proses BC, jumlah kalor yang diperlukan adalah 1.670.000 Joule.
Dalam proses CD, air mengalami peningkatan suhu dari 0°C menjadi 25°C. Kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti pada proses AB.
Q_CD = m * c * ΔT
= 5 kg * 4.200 J/kg°C * 25°C
= 525.000 J
Selama proses CD, jumlah kalor yang diperlukan adalah 525.000 Joule.
Jumlah kalor selama proses ABCD adalah jumlah kalor dari setiap proses:
Jumlah kalor = Q_AB + Q_BC + Q_CD
= 52.500 J + 1.670.000 J + 525.000 J
= 2.247.500 J
Jadi, jumlah kalor selama proses ABCD adalah 2.247.500 Joule.