MATERI, CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN: ASAS BLACK

Azas Black

Berikut ini adalah pembahasan soal-soal fisika SMA tentang azas Black. Azas Black merupakan bahasan kelas X SMA semester 2 dan termasuk ke dalam bab Suhu dan kalar. Jadi bahasan ini lanjutan dari ringkasan materi dan pembahasan soal UN tentang suhu dan kalor. Mudah-mudahan pembahasan soal ini dapat bermanfaat buat siapa saja yang membutuhkan. Pembahasan soal ini dapat dijadikan bahan belajar dalam menghadapi ulangan harian, ulangan tengah semester, ulangan kenaikan kelas, ulangan akhir semester, ujian nasional dan ujian lainnya. Langsung saja bisa disimak pembahasannya dibawah ini.

Nomor 1 (UN 2011)
Air bermassa 200 gram dan bersuhu 30 ^oC dicampur dengan 100 gram air mendidih dan bersuhu 90 ^oC (kalor jenis air = 1 kal/gr.^oC). suhu air campuran saat kesetimbangan termal adalah...
A. 10 ^oC
B. 30 ^oC
C. 50 ^oC
D. 75 ^oC
E. 150 ^oC

Pembahasan:
Diketahui:
mserap = 200 gram
Tserap = 30 ^oC
mlepas = 100 gram
Tlepas = 90 ^oC

Ingat!
Zat yang menyerap kalor adalah zat yang suhunya rendah. Zat yang melepas kalor adalah zat yang suhunya tinggi.

Ditanya: T = ... (suhu kesetimbangan)
Jawab:
Kalor serap = kalor lepas
ms . cair . ΔTs= ml . cair . ΔTl
ms (T – Ts) = ml (Tl – T)

Ingat!
ΔTs dan ΔTl menyatakan selisih antara suhu zat dengan suhu akhir/kesetimbangan.
ΔTs = T – Ts
ΔTl = Tl – T

200 gr (T – 30 ^oC) = 100 gr (90 ^oC – T)
2 (T – 30 0C) = (90 ^oC – T)
2 T – 60 ^oC = 90 ^oC – T
2 T + T = 90 0C + 60 0C
3 T = 150 ^oC
T = 150 / 3 = 50 ^oC
Jawaban: C

Nomor 2 (UN 2010)
Sepotong uang logam bermassa 50 gram dan bersuhu 85 ^oC dicelupkan ke dalam 50 gram air bersuhu 29,8 ^oC (kalor jenis air = 1 kal/gr.^oC) jika suhu akhirnya 37 ^oC dan wadahnya tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logam adalah..
A. 0,15 kal/gr.^oC
B. 0,30 kal/gr.^oC
C. 1,50 kal/gr.^oC
D. 4,80 kal/gr.^oC
E. 7,20 kal/gr.^oC

Pembahasan:
Diketahui:
ml = 50 gram
Tl = 85 ^oC
ms = 50 gram
Ts = 29,8 ^oC
T = 37 ^oC
Ditanya: clepas = clogam= ...
Jawab:
Kalor serap = kalor lepas
ms. cair . ΔTs = ml. cl . ΔTl
50 gr. 1 kal/gr.^oC . (T – Ts) = 50 gr. cl (Tl – T)
(37 ^oC – 29,8 ^oC) kal/gr.^oC = cl (85 ^oC – 37 ^oC)
7,2 kal/gr = cl . 48 ^oC
cl = 7,2 kal/gr / 48 ^oC = 0,15 kal/gr ^oC
Jawaban: C

Nomor 3 (UN 2010)
Balok es bermassa 50 gram bersuhu 0 ^oC dicelupkan pada 200 gram air bersuhu 30 ^oC yang diletakkan pada wadah yang khusus. Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika kalor jenis air 1 kal/gr.^oC dan kalor lebur es 80 kal/gr, maka suhu akhir campuran...
A. 5 ^oC
B. 8 ^oC
C. 11 ^oC
D. 14 ^oC
E. 17 ^oC

Pembahasan:
Diketahui:
ms = 50 gram
Ts = 0 ^oC
ml = 200 gram
Tl = 30 ^oC
cair = 1 kal/gr.^oC
L = 80 kal/gr
Ditanya: T = ...
Jawab:
Pada soal ini, yang menyerap kalor adalah es dan yang melepas kalor air.
Kalor serap = kalor lepas
ms . L + ms . cair . ΔTs = ml . cair . ΔTl
50 . 80 + 50 . 1 . (T – Ts) = 200 . 1 . (Tl – T)
4000 + 50 (T – 0) = 200 (30 – T)
4000 + 50 T = 6000 – 200 T
50 T + 200 T = 6000 – 4000
250 T = 2000
Jawaban: B