Kita sering menemukan contoh soal atau permasalahan
yang menuntut kita untuk mencari berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah
wujud es dengan suhu tertentu hingga menjadi uap dengan suhu tertentu juga. Untuk
bisa memecahkan permasalahan tersebut kita harus paham tentang materi pengaruh kalor terhadap suhu zat, kalor lebur, dan kalor uap. Sekarang coba perhatikan
grafik Q – T di bawah ini.
 |
| Grafik Q-T pada perubahan wujud es menjadi uap |
Grafik di atas merupakan grafik perubahan wujud
es menjadi uap pada tekanan 1 atmosfer. Jika sejumlah es yang memiliki suhu di
bawah 0°C dipanaskan (diberikan kalor) hingga suhunya mencapai di atas 100°C,
maka es tersebut akan berubah wujud dari berbentuk padat menjadi cair kemudian
menjadi gas (uap). Perubahan wujud es menjadi uap dapat diamati pada gambar
grafik di atas. Adapun keterangan grafik di atas yakni sebagai berikut.
Garis A – B menunjukan es mengalami kenaikan
suhu dari - T°C hingga menjadi 0°C akibat diberikannya sejumlah kalor. Dalam
hal ini zat masih dalam wujud padat (es). Adapun rumus yang berlaku pada garis
A-B yakni:
Q = m.ces.ΔT
Garis B – C menunjukan walaupun sejumlah kalor
diberikan pada zat, suhunya tetap 0°C tetapi es mulai mengalami perubahan wujud
dari padatan menjadi berbentuk cair. Adapun rumus yang berlaku pada garis B-C
yakni:
Q = m.Lf
Garis C – D menunjukan air mengalami kenaikan
suhu dari 0°C hingga mendidih pada suhu 100°C akibat diberikannya sejumlah
kalor. Dalam hal ini zat dalam wujud cairan (air). Adapun rumus yang berlaku
pada garis C-D yakni:
Q = m.cair.ΔT
Garis D – E menunjukan walaupun sejumlah kalor
diberikan pada zat, suhunya tetap 100°C tetapi air mulai mengalami perubahan
wujud dari cair menjadi gas (uap). Adapun rumus yang berlaku pada garis D-E
yakni:
Q = m.Lu
Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang materi
kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat, silahkan simak contoh soal di
bawah ini.
Contoh
Soal 1
Pada tekanan 1 atm terdapat 500 gr es bersuhu –2°C.
Es tersebut dipanaskan hingga dingin lalu diuapkan semua. Jika kalor jenis es =
0,5 kal/gr°C, kalor jenis air = 1 kal/gr°C, kalor lebur es = 80 kal/gr dan
kalor uap air 9000 kal/gr. Berapakah kalor yang dibutuhkan?
Penyelesaian:
Pada tekanan 1 atm air mencair pada suhu 0°C dan
menguap pada suhu 100°C. Berarti untuk menghitung kalornya dapat dibuatkan
grafik Q - T seperti pada gambar di bawah ini.
 |
| Grafik Q-T |
Kalor yang dibutuhkan sebesar:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
Q = m.ces ΔT + m.Les + m.cair.
ΔT + m.Luap
Q = 500.0,5.2 + 500.80 + 500.1.100 + 500.9000
Q = 500 + 40000 + 50000 + 4500000
Q = 4590500 kal
Q = 4590,5 kkal
Jadi kalor yang diperlukan untuk menguapkan
seluruh es yang suhunya –2 adalah 4590,5 kkal.
Contoh
Soal 2
Es bermassa 100gr bersuhu -10°C. Kalor jenis es
= 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air 1,0 kal/gr°C dan kalor lebur es 80 kal/gr.
Berapakah suhu akhir es tersebut jika diberi kalor sebesar 10.000 kal.
Penyelesaian:
Kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu es
dari -10°C menjadi 0°C yakni:
Q1 = m.ces ΔT
Q = 100.0,5.10
Q = 500 kal
Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud es pada
suhu 0°C yakni:
Q2 = m.Les
Q = 100.80
Q = 8000 kal
Sisa kalor yang digunakan untuk menaikan suhu
dari 0°C hingga bersuhu T°C yakni:
Q sisa = Q total – (Q1 + Q2)
Q sisa = 10000 – (500 + 8000)
Q sisa = 10000 – 8500
Q sisa = 1500 kal
Perubahan suhu pemanasan air dengan menggunakan
1500 kal dari 0°C hingga bersuhu T°C yakni:
Q sisa = m.cair.ΔT
1500 = 100.1. ΔT
ΔT = 1500/100
ΔT = 15°C
Jadi, suhu akhir es tersebut jika diberi kalor
sebesar 10.000 kal adalah 15°C.
Peristiwa apa saja yang berkaitan dengan kalor uap???
BalasHapusKetika matahari bersinar dengan terik di siang hari, kita akan menyebut hari itu terasa panas.
BalasHapusHal ini disebabkan karena suhu yang tinggi akibat sinar matahari yang sampai ke Bumi.
Namun sebenarnya suhu berbeda dengan panas atau yang disebut juga sebagai kalor, teman-teman.
Secara sederhana, panas atau kalor adalah energi, sedangkan suhu adalah besaran yang digunakan untuk menyatakan der