RumusHitung.Com

Hai Sobat, rumushitung apa kabar?. Semoga, kamu semua tetap diberi kesehatan dan semangat untuk belajar ya..

Oh ya pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari soal kalor jenis dan kapasitas kalor, langsung saja yuk simak pembahasan berikut, dan contoh soalnya..

Kalor Jenis (c) dan Kapasitas Kalor (C)

Jika sebuah benda menerima kalor, maka suhu benda tersebut akan mengalami kenaikan. Lalu berapakah kenaikan suhu benda tersebut?

Pasa masa yang lalu, yakni pada abad ke-18 seorang Ilmuwan telah banyak melakukan percobaan dan akhirnya menemukan bahwa jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat (yang besarnya ΔT), adalah sebanding dengan massa (m) zat tersebut.

Dari pernyataan diatas maka dinyatakan kedalam rumus persamaan;

Keterangan;
Q = Jumlah kalor yang dibutuhkan (J)
m = massa zat yang diberi kalor (Kg)
c = kalor jenis Zat (J/kg^oC)
ΔT = Perubahan / kenaikan suhu zat (^oC)

Pada persamaan pertama diatas, c merupakan karakteristik zat yang disebut dengan kalor jenis zat. Kalor jenis zat memiliki satuan internasional (SI) yaitu  J/kg^oC. atau Kkal/kg^oC. Sedangkan untuk air pada suhu 15^oC dengan tekanan tetap 1 atm,  c_air = 1 kkal/kg^oC = 4,19 × 10³ J/kg^oC.

Dibawah ini adalah gambar tabel yang memuat besarnya kalor untuk beberapa macam zat pada suhu 20^oC.

Pada batasan tertentu, kalor jenis (c) bergantung pada suhu ( Sebagaimana juga sedikit bergantung pada tekanan), namun untuk perubahan suhu yang tidak begitu besar, kalor (c) seringkali dianggap konstan. Berikut ini adalah tabelnya..

Tabel Kalor Jenis (Pada tekanan 1 atm dan suhu 20^oC)

Pada Zat tertentu, semisal zat pada bejana kalorimeter, ternyata akan lebih mempermudah apabila faktor massa (m) dan kalor jenis (c) dinyatakan dalam satu kesatuan. Biasanya, faktor m dan c ini sering dinamai dengan kapasitas kalor.

Kapasitas kalor diartikan sebagai, banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1^oC pada suatu zat.

Kapasitas kalor (C) dirumuskan dengan persamaan;

Dari Persamaan pertama dan kedua, besarnya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat yaitu dihitung dengan persamaan;

Keterangan;
Q = Jumlah kalor yang dibutuhkan (J)
m = massa zat yang diberi kalor (Kg)
c = kalor jenis Zat (J/kg^oC)
ΔT = Perubahan / kenaikan suhu zat (^oC)
C = Kapasitas kalor suatu zat (J/^oC)

Nah sobat, yuk kita simak contoh soal dan pembahasanya…

Contoh Soal dan Pembahasan

Berikut adalah soal dan pembahasan mengenai kalor jenis dan kapasitas kalor, silahkan disimak, semoga dapat menambah pengetahuan sobat sekalian,,

Soal 1

Air Sebanyak 2 kg bersuhu 40 ^oC akan dipanaskan hingga suhu 70 ^oC. Jika diketahui kalor jenis air 4.186 j/kg^oC, Berapakah kalor yang diserap oleh air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 2 kg
c = 4.186 j/kg^oC
∆T = (70 – 40)^oC = 30^oC

Ditanyakan:
Q = ?

Jawab:
Q = mc∆T
Q = 2 x 4.186 j/kg^oC x 30^oC
Q = 251.160 J

Soal 2

Air Sebanyak 300 gram bersuhu 24 ^oC akan dipanaskan dengan energi sebanyak 1500 kalori. Jika diketahui kalor jenis air 1kal/g^oC, Berapakah suhu air tersebut setelah dipanaskan?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 300 gram
T₀ = 24 ^oC
c_air = 1 kal/g^oC
Q = 1.500 kal

Ditanyakan:
T = ?

Jawab:

Perubahan temperatur artinya, selisih antara temperatur semula dengan temperatur setelah pemanasan, sehingga bisa dihitung dengan;

∆T = T – T₀

5^oC = T – 24^oC

T = 29^oC

Jadi suhu akhir setelah pemanasan air tersebut yaitu 29^oC

Soal 3

Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebuah logam perak yang massanya 8 kg dari 20^oC hingga suhu 120 ^oC. Jika diketahui kalor jenis perak 230 J/kg^oC?.

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 8 kg
T₁ = 20^oC
T₂ = 120 ^oC
c = 230 J/kg^oC

Ditanyakan:
Q = ?

Jawab:
Q = mc∆T
Q = mc(T₂ – T₁)
Q = 8 x 230 x 100 ^oC
Q = 184.000 j = 184 KJ

Jadi, Kalor yang di butuhkan untuk menaikkan suhu logam tersebut yaitu sebanyak 184 KJ

Soal 4

Sebanyak 450 gram air dipanaskan dari suhu 45 ^oC menjadi 65 ^oC. Jika diketahui kalor jenis air 1kal/g^oC atau 4.200 J/Kg K, tentukanlah;

a). Banyaknya kalor yang diterima air dalam kalori

b). Banyaknya kalor terima air dalam Joule

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 450 g = 0,45 Kg
∆T = (65 – 45)^oC = 20^oC
c = 1kal/g^oC = 4.200 J/Kg K

Ditanyakan:
Q = dalam Kalor dan Joule?

Jawab:

a) Menentukan jumlah kalor terima dalam kalori;
Q = mc∆T
Q = 450 gram x 1kal/g^oC x 20^oC
Q = 9.000 Kalori

Jadi banyaknya kalori yang diterima air tersebut yaitu sebesar 9.000 kalori.

b) Menentukan jumlah kalor terima dalam joule;
Q = mc∆T
Q = 0,4 Kg x 4.200 J/Kg K x 20^oK
Q = 9.000 Kalori
Q = 37.800 Joule

Catatan: Perubahan suhu dari celcius ke kelvin adalah sama, sehingga tidak perlu melakukan konversi satuan terlebih dahulu.
Dan untuk menyetarakan antara kalori dan joule bisa dilakukan dengan;

1 kalori = 4,2 joule sehingga,
Q = 9.000 x 4,2 joule = 37.800 Joule
Jadi banyaknya kalori yang diterima air tersebut yaitu sebesar 37.800 Joule

Soal 5

Kalor yang diperlukan oleh 2 kg zat untuk menaikkan suhunya dari 25^oC sampai 60^oC adalah 27,3 KJ. Berapakah kalor jenis zat tersebut?

Penyelesaian:perlukan oleh

Diketahui:
m = 2 kg
∆T = 60^oC – 25^oC = 35^oC
Q = 27,3 KJ = 27.300 J

Ditanyakan:
c = ?

Jawab:

Jadi, kalor jenis zat tersebut adalah sebesar 390 J/Kg^oC

Soal 6

Air Sebanyak 500 g bersuhu 35 ^oC, apabila air tersebut diberi kalor sebanyak 100 KKal. Berapakah suhu air tersebut sekarang?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 500 g = 0,5 Kg
T₀ = 35 ^oC
c_air = 4.200 J/Kg^oC
Q = 100 Kkal = 4,2 × 10⁵ J

Ditanyakan:
T = ?

Jawab:

∆T = 200^oC – 35^oC = 165^oC

Jadi, suhu air tersebut sekarang adalah 165^oC

Soal 7

Sebuah logam seberat 2 Kg ber suhu 40 ^oC. untuk menaikkan suhunya agar menjadi 90 ^oC, dibutuhkan kalor sebesar 5 x 10⁴ kal. berapakah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu logam tersebut menjadi 140^oC ?.

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 4 kg = 2000 g
∆T₁ = 90 ^oC – 40^oC = 50^oC ➜ Q₁ = 5 × 10⁴ kal
∆T₁ = 140 ^oC – 40^oC = 100^oC ➜ Q₂ = ?

Ditanyakan:
Q₂ = ?

Jawab:
Kalor jenis benda bisa ditentukan dari keadaan pertama, yakni;

Q₁ = mc∆T₁
5 × 10⁴ = 2.000 x c x 50
5 × 10⁴ = 100.000 c
c = 5 × 10⁴ / 10⁵
c = 5 x 10^-1
c = 0,5 kal/g^oC

Jadi, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu ∆T₂ yaitu sebanyak;

Q₂ = mc∆T₂
Q₂ = 2.000 x 0,5 x 100
Q₂ = 100.000
Q₂ = 10⁵ Kal

Konsep Perbandingan

Kalor untuk menaikkan suhu adalah sebanding dengan kenaikan suhunya ;

Q ~ ∆T

Sehingga diperoleh;

Soal 8

Berapakah kalori yang diperlukan untuk memanaskan 4 liter air dari 45^oC menjadi 75^oC, jika massa jenis air 1 gram/cm³, dan kalor jenis air nya 1 kal/g^oC?

Penyelesaian:

Diketahui:
V = 4 liter = 4 x 10³ cm³
∆T = 95^oC – 45^oC = 25^oC
ρ = 1 gram/cm³
c = 1 kal/g^oC

Ditanyakan:
Q = ?

Jawab:
m = ρ x V = 1 x 4 x 10³ = 4 x 10³ gram
Q = mc∆T
Q = (4 x 10³)(1 kal/g^oC)(25^oC)
Q = 10⁵ Kalori

Soal 9

Berapakah kapasitas kalor dari 8 kg suatu zat yang memiliki kalor jenis 4 kal/g^oC?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 8 kg = 8.000 g
c = 4 kal/g^oC

Ditanyakan:
C = ?

Jawab:
C = m x c
C = 8.000 g x 4 kal/g^oC
C = 32.000 kal/^oC

Soal 10

Air yang awalnya bersuhu 15^oC dipanaskan sampai suhunya menjadi 40^oC. jika kapasitas kalor air tersebut sebesar 12.558 J/^oC, berapakah kalor yang diserap oleh air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:
∆T = 40^oC – 15^oC = 25^oC
C = 12.558 J/^oC

Ditanyakan:
Q = ?

Jawab:
Pada persamaan pertama kita memperoleh;

Q = C x ∆T
Q = 12.558 J/^oC x 25^oC
Q = 313.950 joule.

Nah demikian sahabat, materi mengenai Soal Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor.

Sedikit yang dapat kami sampaikan, semoga bermanfaat, dan sampai jumpa lagi pada kesempatan yang lain 😀😀😀.