Bank Soal Fisika SMA Daya dan Energi Listrik

Diketahui:

Massa air $m$ = 1,2 kg

Kapasitas kalor panci $C_{\text{panci}}$ = 50 kalori/$\ ^{\circ}\text{C}=\left(50\right)\left(4,2\right)=210\ \text{J/ }^{\circ}\text{C}\rightarrow$ karena 1 kalori = 4,2 joule

Spesifikasi kompor listrik

Daya kompor listrik $P_{\text{kompor}}$ = 500 W

Tegangan kompor listrik $V$ = 220 V

Suhu awal air $T_1=28\ ^{\circ}\text{C}$

Suhu akhir air $T_2=100\ ^{\circ}\text{C}$

Kalor jenis air $c_{\text{air}}=4.200$ J/kg$\ ^{\circ}\text{C}$

Ditanya:

Waktu untuk mendidihkan air $t=$?

Dijawab:

Soal merupakan gabungan antara energi listrik dengan kalor. Berdasarkan konsep, energi listrik dirumuskan dengan persamaan berikut.

$E_{\text{listrik}}=VIt$

Dengan $P=VI$, maka:

$E_{\text{listrik}}=Pt$

Karena proses mendidihkan air dengan kompor listrik melibatkan perubahan energi listrik menjadi panas, maka:

$E_{\text{listrik}}=E_{\text{kalor}}$

$P_{\text{kompor}}t=m\ c_{\text{air}}\Delta T+C_{\text{panci}}\Delta T$

$t=\frac{\left(m\ c_{\text{air}}\Delta T+C_{\text{panci}}\Delta T\right)}{P_{\text{kompor}}}$

$t=\frac{\left(\left(1,2\right)\left(4.200\right)\left(100-28\right)+\left(210\right)\left(100-28\right)\right)}{500}$

$t=\frac{362.880+15.120}{500}$

$t=\frac{378.000}{500}$

$t=756$ sekon

$t=\frac{756}{60}$

$t=12,6$ menit

Jadi, waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air hingga $100\ ^{\circ}\text{C}$ adalah 12,6 menit.