Contoh Soal Asas Black: Panduan Lengkap

2025-02-16 Edukasi by admin
Contoh Soal Asas Black: Panduan Lengkap

Memahami Asas Black

Asas Black, atau prinsip kapasitas panas, merupakan konsep fundamental dalam termodinamika. Contoh soal asas Black seringkali diajukan dalam ujian fisika, sehingga memahami konsep ini sangat penting. Artikel ini akan memberikan beberapa contoh soal asas Black beserta penyelesaiannya untuk mempermudah pemahaman Anda. Kita akan menjelajahi berbagai variasi soal, dari yang sederhana hingga yang lebih kompleks, sehingga Anda siap menghadapi berbagai jenis pertanyaan.

Apa Itu Asas Black?

Asas Black menyatakan bahwa kalor yang dilepas oleh benda yang suhunya lebih tinggi sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang suhunya lebih rendah, selama tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan. Rumusnya dapat ditulis sebagai:

Qlepas = Qterima

di mana:

    1. Q = kalor (Joule)

    2. m = massa (kg)

    3. c = kalor jenis (J/kg°C)

    4. ΔT = perubahan suhu (°C)

      5. Rumus lengkapnya adalah: m₁c₁ΔT₁ = m₂c₂ΔT₂

      Contoh Soal Asas Black dan Penyelesaiannya

      Berikut beberapa contoh soal asas Black beserta penyelesaiannya:

      Contoh 1 (Soal Sederhana):

      Sebuah balok besi bermassa 2 kg dengan suhu 100°C dimasukkan ke dalam 1 kg air bersuhu 20°C. Jika kalor jenis besi 450 J/kg°C dan kalor jenis air 4200 J/kg°C, tentukan suhu akhir campuran tersebut. Anggap tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan.

      Penyelesaian:

      Kita gunakan rumus asas Black: m₁c₁ΔT₁ = m₂c₂ΔT₂

    5. m₁ = 2 kg (besi)

    6. c₁ = 450 J/kg°C (besi)

    7. ΔT₁ = 100°C - Tf (Tf = suhu akhir)

    8. m₂ = 1 kg (air)

    9. c₂ = 4200 J/kg°C (air)

    10. ΔT₂ = Tf - 20°C

2(450)(100 - Tf) = 1(4200)(Tf - 20)

90000 - 900Tf = 4200Tf - 84000

5100Tf = 174000

Tf ≈ 34.12°C

Jadi, suhu akhir campuran adalah sekitar 34.12°C.

Contoh 2 (Soal Lebih Kompleks):

100 gram air bersuhu 25°C dicampur dengan 50 gram air bersuhu 80°C. Hitung suhu akhir campuran tersebut.

Penyelesaian:

Dengan cara yang sama seperti contoh sebelumnya, kita gunakan rumus asas black:

m₁c₁ΔT₁ = m₂c₂ΔT₂

0.1 kg 4200 J/kg°C (Tf - 25°C) = 0.05 kg 4200 J/kg°C (80°C - Tf)

Setelah disederhanakan:

2(Tf - 25) = 80 - Tf

3Tf = 130

Tf = 43.33°C

Jadi, suhu akhir campuran adalah sekitar 43.33°C.

Tanya Jawab Seputar Asas Black

Q: Apa yang terjadi jika ada kalor yang hilang ke lingkungan saat menerapkan asas Black?

A: Jika ada kalor yang hilang ke lingkungan, maka suhu akhir campuran akan lebih rendah daripada yang dihitung dengan rumus asas Black yang ideal. Perhitungan akan menjadi lebih kompleks karena kita perlu memperhitungkan kalor yang hilang tersebut.

Q: Apakah asas Black berlaku untuk semua zat?

A: Asas Black berlaku untuk semua zat, namun nilai kalor jenis setiap zat berbeda-beda.

Kesimpulan

Memahami contoh soal asas Black sangat penting untuk menguasai konsep termodinamika. Dengan berlatih mengerjakan berbagai contoh soal asas Black, Anda akan semakin mahir dalam menerapkan prinsip ini. Semoga artikel ini bermanfaat!

Related Post