PEMABAHASAN SOAL UNBK: ASAS BLACK

Dibawah ini adalah pembahasan soal Ujian Nasional fisika tentang asas Black. Secara matematis asas Black menyatakan kalor yang diserap = kalor yang dilepas. Zat yang menyerap kalor adalah yang bersuhu rendah dan yang melepas kalor adalah zat yang bersuhu tinggi. Untuk lebih jelasnya, pelajari pembahasan soal dibawah ini.

Nomor 1 (UN 2016)
Setengah kilogram es bersuhu - 20^oC dicampur dengan air 20^oC sehingga menjadi air seluruhnya pada suhu 0^oC. Jika kalor jenis es 0,5 kal/g.^oC, kalor lebur es 80 kal/g, dan kalor jenis air 1 kal/g.^oC, maka massa air mula-mula adalah...
A. 1,50 kg
B. 2,25 kg
C. 3,75 kg
D. 4,50 kg
E. 6,00 kg

Pembahasan
Diketahui:
mes = 0,5 kg
T1 = - 20 C
T = 0 C
T2 = 20 C
ces = 0,5 kal/g.C
Les = 80 kal/g
cair = 1 kal/g.C
Ditanya: mair = ...?
Bardasarkan asas Black: kalor yang diserap = kalor yang dilepas.
Pada soal ini, Zat yang menyerap kalor adalah es karena suhunya lebih rendah daripada air. Zat yang melepas kalor adalah air.
mes Les + mes . ces . (T - T2) = mair . cair . (T1 - T)
0,5 . 80 + 0,5 . 0,5 (0 - (-20)) = mair . 1 (20 - 0)
40 + 5 = 20 mair
45 = 20 mair
mair = 45/20 kg = 2,25 kg
Jawaban: B

Nomor 2 (UN 2016)
Sebuah bejana berisi 800 gram air bersuhu 30^oC dan kalor jenis air 4200 J/kg.J. Sebanyak 250 gram logam yang suhunya 80^oC dimasukkan kedalam bejana tersebut. Apabila pertukaran kalor hanya terjadi antara air dan logam serta suhu akhir campuran = 40^oC maka kalor jenis logam adalah...
A. 900 J/kg.J
B. 840 J/kg.J
C. 420 J/kg.J
D. 210 J/kg.J
E. 120 J/kg.J

Pembahasan
Sama seperti nomor 1, gunakan asas Black. Zat yang menyerap kalor adalah air dan yang melepas kalor adalah logam.
mair . cair (T - T2) = mL . CL (T1 - T)
800 . 4200 . (40 - 30) = 250 . cL . (80 - 40)
33.600.000 = 10000 . cL
cL = 33.600.000 / 10.000 = 336 J/kg.J
Jawaban: -