Es bermassa 2 kg dengan suhu 0°C diberi kalor 1.400 kJ untuk memanaskan es hingga suhu 100°C. Kalor lebur es 336.000 J/kg. Jika kalor jenis es dan air berturut- turut 2.100 J/kg°C dan 4.200 J/kg°C, mungkinkah seluruh es mencapai suhu 100°C dengan kalor tersebut? Jika tidak, berapa tambahan kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan semua es?
Verified answer
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita perlu menghitung berapa kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan seluruh es dari suhu awal 0°C hingga suhu 100°C menggunakan kalor jenis es dan air yang diberikan.
Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan es dari suhu awal 0°C hingga suhu lebur 0°C adalah:
Q1 = massa × kalor jenis es × perubahan suhu
= 2 kg × 2.100 J/kg°C × (0°C - 0°C)
= 0 J
Kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan seluruh es pada suhu 0°C adalah:
Q2 = massa × kalor lebur es
= 2 kg × 336.000 J/kg
= 672.000 J
Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air hasil lebur es dari suhu lebur 0°C hingga suhu 100°C adalah:
Q3 = massa × kalor jenis air × perubahan suhu
= 2 kg × 4.200 J/kg°C × (100°C - 0°C)
= 840.000 J
Maka total kalor yang dibutuhkan adalah:
Total kalor = Q1 + Q2 + Q3
= 0 J + 672.000 J + 840.000 J
= 1.512.000 J
Dalam soal diberikan bahwa kalor yang diberikan adalah 1.400 kJ = 1.400.000 J. Karena total kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan semua es adalah 1.512.000 J, maka kalor yang diberikan (1.400.000 J) tidak cukup untuk memanaskan seluruh es hingga suhu 100°C.
Tambahan kalor yang dibutuhkan adalah:
Tambahan kalor = Total kalor yang dibutuhkan - Kalor yang diberikan
= 1.512.000 J - 1.400.000 J
= 112.000 J
Jadi, tambahan kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan seluruh es adalah 112.000 J.