Bank Soal IPA SMP Kalor

Soal

Pilihan Ganda

Lihat Pembahasan

Timah hitam 200 g dengan suhu 110 ^oC dimasukkan ke dalam sebuah kalorimeter yang mengandung 300 g air dengan suhu 18 ^oC. Jika kalor jenis timah hitam 140 J/kg ^oC dan kalor jenis air 4.200 J/kg ^oC, maka suhu akhir campuran pada saat kesetimbangan termal dicapai adalah .... (Anggap kalorimeter tidak menyerap kalor)

Pada soal dinyatakan bahwa timah hitam dimasukkan ke dalam air dengan kondisi suhu timah hitam lebih tinggi daripada suhu air. Karena suhu timah hitam lebih tinggi, maka kalor bergerak dari timah hitam ke air (timah hitam melepaskan kalor, sedangkan air menerima kalor).

Ditanya:

Suhu akhir campuran pada saat kesetimbangan termal (T_akhir)

Dijawab:

Soal di atas dapat diselesaikan dengan azas Black

$Q_{lepas}=Q_{terima}$

$m_{timah}\times c_{timah}\times\Delta T_{timah}=m_{air}\times\text{c}_{air}\times\Delta T_{air}$

$m_{timah}\times c_{timah}\times\left(T_{0,timah}-T_{akhir}\right)=m_{air}\times c_{air}\times\left(T_{akhir}-T_{0,air}\right)$

Keterangan

Perhatikan bahwa pada persamaan di atas, $T_{akhir}$ tidak dibedakan antara timah dan air. Hal ini dikarenakan pada kondisi kesetimbangan termal, kedua zat tersebut memiliki suhu yang sama (T_akhir timah = T_akhir air).
Selain itu, perhatikan pula bahwa pada persamaan Q_lepas (timah), $\Delta T=T_{0,timah}-T_{akhir}$ berkebalikan dengan Q_terima (air) dimana $\Delta T=T_{akhir}-T_{0,air}$ . Hal ini karena zat yang melepaskan kalor mengalami penurunan suhu (suhu akhir < suhu awal) sedangkan zat yang menerima kalor mengalami peningkatan suhu (suhu akhir > suhu awal).