4 Contoh Soal Asas Black dalam Pelajaran Fisika SMA

Ilustrasi contoh soal Asas Black, sumber foto (Compare Fibre) by unsplash.com

Contoh soal Asas Black adalah jenis soal yang perlu dipelajari saat duduk di bangku SMA kelas IPA. Materi tentang Asas Black memaparkan bahwa jika ada dua benda yang berbeda suhu digabungkan, maka benda dengan suhu lebih tinggi akan menyalurkan panas ke benda yang suhunya lebih rendah. Dengan begitu, maka suhu kedua benda tersebut akhirnya sama. Jumlah panas atau kalor yang diresap oleh benda bersuhu rendah tidak berbeda dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi. Secara matematis, asas Black dirumuskan dengan Qserap = Qlepas.

Perlu diketahui bahwa kalor merupakan energi yang dipindah dari benda yang mempunyai temperatur tinggi menuju ke benda bertemperatur lebih rendah. Dengan begitu, maka pengukuran kalornya selalu berkaitan dengan perubahan energi. Agar semakin paham saatnya berlatih mengerjakan soal Asas Black di artikel ini.

Contoh Soal Asas Black

Mengutip buku BUPELAS Pemetaan Materi & Bank Soal IPA SMP Kelas 7 oleh Tim Maestro Genta (2020), Asas Black menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan sama dengan jumlah kalor yang diterima. Berikut adalah contoh soal Asas Black dan jawabannya yang bisa dikerjakan di rumah.

Ilustrasi contoh soal Asas Black, sumber foto (Jeswin Thomas) by unsplash.com

1. Sepotong logam memiliki massa 50 gram dengan suhu 90 °C, kemudian dicelupkan ke dalam 100 gram air yang bersuhu 29,5 °C. Apabila kalor jenis air 1 kal/g.°C dan suhu akhirnya 35 °C, maka kalor jenis logam tersebut adalah…

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

Mlepas = 50 gram

Mserap = 100 gram

Tlepas = 90 °C

Tserap = 29,5 °C

Takhir = 35 °C

Cara menghitungnya yaitu sebagai berikut:

Mserap = mlepas

Mserap . Cair . Δtserap = mlepas . Clogam . Δtlepas

100 g . 1 kal/g.°C . (35 °C – 29,5 °C) = 50 g . Clogam . (90 °C – 35 °C)

550 kal = 2750 g/°CC . Clogam

Clogam = 550/2750 = 0,2 kal/g.°C

2. Seember air memiliki massa 200 gram dan bersuhu 20 °C, lalu dicampur dengan 100 gram air yang bersuhu 90 °C. Apabila kalor jenis air = 1 kal/gr.°C, maka suhu akhir campuran ketika kesetimbangan termal adalah…

Pembahasan

Mlepas = 100 gram

Mserap = 200 gram

Tlepas = 90 °C

Tserap = 30 °C

Cara menghitung suhu akhir campuran yaitu di bawah ini:

Kalor serap = kalor lepas

Mserap . Cair . Δtserap = mlepas . Cair . Δtlepas

200 g . 1 kal/gr.°C . (T – 30 °C) = 100 g . 1 kal/g.°C . (90 °C – T)

200 T kal/°C – 6000 kal

= 9000 kal – 100 T kal/°C.

200 T kal/°C + 100 T kal/°C

= 9000 kal + 6000 kal

300 T kal/C = 15.000 kal

T = 15000/300 = 50 °C

3. Sebongkah es memiliki massa 75 gram ketika berada di titik leburnya, lalu dimasukkan ke dalam bejana yang berisi 150 gram air dengan suhu 100 °C. Kalor lebur es 80 kal/g dan kalor jenis air 1 kal/g.°C. Apabila dianggap tidak terdapat kalor yang teresap, maka suhu air yaitu…

Pembahasan

Kalor serap = kalor lepas

Mes . Les + mes . Cair . Δtserap = mlepas . Cair . Δtlepas

75 g . 80 kal/g + 75 g . 1 kal/g.°C . (T – 0 °C) = 150 g . 1 kal/g.°C . (100 °C – T)

6000 kal + 75 T kal/°C = 15.000 kal – 150 T kal/°C

75 T kal/°C + 150 T kal/°C = 15.000 kal – 6000 kal

225 T kal/°C = 9000 kal

T = 9000 : 225 = 40 °C

4. Sebuah balok es memiliki massa 50 gram dan bersuhu -5 °C, lalu dicelupkan ke 200 gram air dengan suhu 30 °C. Anggaplah wadah tersebut tidak meresapkan kalor. Apabila cair = 1 kal/g.°C dan Les = 80 kal/g.°C, ces = 0,5 kal/g.°C, maka suhu akhir campuran yaitu …

Pembahasan

Kalor serap = kalor lepas

Mes . Ces . Δtes + mes . Les + mes . Cair . Δtserap = mair . Cair . Δtlepas

50 . 0,5 . (0 – (-5) + 50 . 80 + 50 . 1 . (T – 0) = 200 . 1 . (30 – T)

125 + 4000 + 50T = 6000 – 200T

50T + 200T = 6000 – 4000 – 125

250 T = 1875

T = 1875/250 = 7,5 °C

Contoh soal Asas Black kelas 11 yang disebutkan di atas dapat menjadi referensi dalam belajar secara mandiri di rumah. Pelajaran ini sangat penting dipelajari untuk bisa lanjut ke materi fisika yang berikutnya di kelas 12. (DLA)