Question

Benda R bermassa 500 gram dengan suhu 45°C dimasukkan ke dalam 250 gr air bersuhu 20°C. Diketahui kalor jenis air 4200 J/kg°C dan kalor jenis benda R 900 J/kg°C. Tentukan suhu akhir campuran!

Answer 1

Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum pelestarian energi yang menyatakan bahwa jumlah energi yang masuk sama dengan jumlah energi yang keluar dalam suatu sistem.

Kita dapat menggunakan rumus:

QbendaR = mbendaR * cbendaR * ΔTbendaR (1)

Qair = mair * cair * ΔTair (2)

Di mana:

QbendaR adalah energi yang diterima oleh benda R,

mbendaR adalah massa benda R,

cbendaR adalah kalor jenis benda R,

ΔTbendaR adalah perubahan suhu benda R (akhir - awal),

Qair adalah energi yang diterima oleh air,

mair adalah massa air,

cair adalah kalor jenis air, dan

ΔTair adalah perubahan suhu air (akhir - awal).

Karena energi yang hilang sama dengan energi yang diterima, kita dapat menyamakan persamaan (1) dan (2):

mbendaR * cbendaR * ΔTbendaR = mair * cair * ΔTair (3)

Kita diberikan massa benda R (mbendaR) = 500 gram, kalor jenis benda R (cbendaR) = 900 J/kg°C, suhu awal benda R = 45°C, massa air (mair) = 250 gram, kalor jenis air (cair) = 4200 J/kg°C, dan suhu awal air = 20°C.

Kita juga ingin mencari suhu akhir campuran (Takhir).

Kita dapat menggunakan rumus perubahan suhu sebagai berikut:

ΔTbendaR = Takhir - suhu awal benda R (4)

ΔTair = Takhir - suhu awal air (5)

Substitusikan persamaan (4) dan (5) ke dalam persamaan (3):

mbendaR * cbendaR * (Takhir - suhu awal benda R) = mair * cair * (Takhir - suhu awal air)

Kita dapat menyederhanakan persamaan tersebut menjadi:

500 gram * 900 J/kg°C * (Takhir - 45°C) = 250 gram * 4200 J/kg°C * (Takhir - 20°C)

450000 (Takhir - 45) = 1050000 (Takhir - 20)

450000Takhir - 20250000 = 1050000Takhir - 21000000

450000Takhir - 1050000Takhir = - 21000000 + 20250000

-600000Takhir = -750000

Takhir = -750000 / -600000

Takhir = 1.25°C

Jadi, suhu akhir campuran adalah 1.25°C.