Kamu sedang mempelajari materi Asas Black? Wah, waktu yang tepat nih. Di artikel ini, Hargabelanja.com telah merangkum beberapa contoh soal Asas Black yang bisa menjadi teman belajarmu. Tenang, kamu bisa menyimak pembahasan soal di akhir artikel. Jadi, kalau gagal menemukan jawabannya, kamu bisa mencari tahu lewat pembahasan tersebut.
Baiklah, langsung saja kita mulai latihannya ya. Berikut 3 contoh soal Asas Black yang susunannya telah diatur sesuai tingkat kesulitan.
Contoh Soal Asas Black
Soal 1 – Easy Peasy
Tersedia air dengan massa 300 gram, lalu air tersebut dipanaskan sehingga suhunya naik dari 30° C menjadi 50° C. Bila kalor jenis air adalah 1 kal/g°C atau 4.200 J/kg°C maka berapakah (1) banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam kalori), lalu (2) berapakah banyaknya kalor yang diterima air tersebut (dalam Joule).
Soal 2 – Intermediate
Air dengan massa 0,5 kg dan suhu 100° C dituangkan ke dalam bejana dari aluminium yang memiliki massa 0,5 kg. Jika suhu awal bejana adalah 25° C, kalor jenis aluminium 900 J/kg°C, dan kalor jenis air 4.200 J/kg°C maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai. (Dalam hal ini kalor yang mengalir ke lingkungan dianggap nol)
Soal 3 – Hard
Jika air teh memiliki volume 200 cm^3 dan suhu 95° C, lalu dituangkan ke cangkir gelas ukuran 150 g dengan suhu 25° C, maka berapakah suhu akhir dari campuran pada saat tercapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan? (c / kalor jenis gelas = 840 J/kg°C)
Penyelesaian Contoh Soal Asas Black
Penyelesaian Soal 1
Cara menyelesaikan soal 1 adalah sebagai berikut. Pertama, tuliskan dulu unsur-unsur yang tertera di soal, yakni sebagai berikut.
m = 300 gram = 0,3 kg, lalu suhu awal = 30° C, kemudian suhu akhir = 50° C. Selain itu, diketahui pula kalor jenis air = 4.200 Joule/kgK atau 1 kal/g°C.
Mengetahui suhu awal = 30° C dan suhu akhir = 50° C, maka kamu bisa menghitung perubahan suhunya (ΔT), yakni:
ΔT = 50 – 30 = 20° C
Seperti yang dijelaskan di soal, kamu diminta untuk menghitung kalor dalam satuan kalori dan Joule. Berikut cara menghitung kalor yang diterima air dalam kalori.
Q = m . c . ΔT
Q = 300 . 1 . 20
Maka, Q = 6.000 kal.
Selanjutnya, begini cara menghitung banyaknya kalor yang diterima air dalam Joule.
Q = m . c . ΔT
Q = 0,3 . 4.200 . 20
Maka, Q = 25.200 Joule
Cara cepat untuk mengerjakan poin (2) adalah dengan mengkalikan kalori dengan 4,2 Joule karena 1 kal = 4,2 J.
Maka, Q = 6.000 . 4,2 = 25.200 Joule. Sama kan hasilnya?
Penyelesaian 2
Berikut beberapa unsur yang diketahui di dalam soal, yakni:
massa air = ma = 0,5 kg
massa bejana aluminium = mb = 0,5 kg
suhu air = Ta = 100° C
suhu bejana = Tb = 25° C
kalor jenis air = 4.200 J/kg°C
kalor jenis aluminium = 900 J/kg°C
Maka, untuk mencari suhu kesetimbangan atau suhu akhir atau suhu termalnya, kamu bisa menggunakan cara berikut.
Q lepas = Q terima, sehingga Q air = Q bejana, maka:
ma . c . (Ta – T termal) = mb . c . (T termal – Tb)
Lalu, masukkan nilainya:
0,5 . 4.200 . (100 – T termal) = 0,5 . 900 . (T termal – 25)
2100 (100 – T termal) = 450 (T termal – 25)
210.000 – 2.100 T termal = 450 T termal – 11.250
Pindah ruas:
-2100 T termal – 450 T termal = -11.250 – 210.000
-2.550 T termal = -221.250
Maka, T termal = -221.250 / -2.550 = 86,7° C
Jadi, suhu kesetimbangannya adalah 86,7° C.
Penyelesaian Contoh Soal Asas Black 3
Seperti yang telah dijelaskan dalam soal, bahwasanya volume teh adalah 200 cm^3. Maka, untuk mengetahui berapa massanya, kamu bisa gunakan cara berikut.
m = ρ teh . V
Oleh karena teh disusun sebagian besar oleh air, maka massa jenis teh (ρ teh) bisa dianggap sama dengan ρ air sehingga:
m = ρ air . V
Selanjutnya, ubah dulu 200 cm^3 ke dalam m^3. Sehingga, volume teh sekarang adalah 200 x 10^-6 m^3. Maka:
m = 1.000 kg/m^3 . 200 x 10^-6 m^3
m = 200 x 10^-3 kg
Jadi, m = 0,2 kg
Selanjutnya, gunakan konsep Q lepas = Q terima untuk mencari suhu kesetimbangannya.
Q lepas = Q terima, maka berlaku Q air teh = Q gelas
m . c . (95°C – T termal) = m2 . c . (T termal – 25° C)
0,2 . 4.200 . (95° C – T termal) = 0,15 . 840 . (T termal – 25° C)
840 (95° C – T termal) = 126 (T termal – 25° C)
79.800 – 840 T termal = 126 T termal – 3.150
Lalu, pindah ruas:
-840 T termal – 126 T termal = – 3.150 – 79.800
-966 T termal = -82.950
T termal = -82.950 / -966 = 85,8° C
Jadi, suhu kesetimbangannya adalah 85,8° C.
Itulah beberapa contoh soal asas Black yang bisa kamu jadikan teman latihan. Sampai disini, apakah ada yang ingin ditanyakan? Atau kamu ingin berlatih contoh soal lainnya? Tenang, ada banyak koleksi contoh soal yang bisa kamu kerjakan. Ada contoh soal tekanan hidrostatis, GLB, GLBB hingga hukum archimedes. Yuk, langsung meluncur!
