Contoh Soal Asas Black

4. Suatu kalorimeter berisi es dengan kalor jenis es =0,5 kal/(gK), kalor lebur es=80 kal/g sebanyak 36 gram pada suhu –6^oC. Kapasitias kalor kalorimeter ialah 27 kal/K. Kemudian ke dalam kalorimeter dituangkan alkohol (kalor jenis 0,58 kal/(gK) pada suhu 50^oC yang menyebabkan suhu akhir menjadi 8^oC. Maka massa alkohol yang dituangkan adalah …(gram).

Jawab:

Untuk memahami soal di atas akan lebih mudah jika dibuat grafik Q-T:

Q4 adalah kalor yang diserap oleh kalorimeter. Sesuai azas Black penyelesaian menjadi:

                                                Q₁ + Q₂+ Q₃+Q₄ = Q₅

m_es.c_es.(0-(-6)) + m_es.L_es+ m_air.c_air.(8-0)+ H. (8-(-6)) = m_alkohol.c_alkohol.(50-8) 

                 35 x 0,5 x 6 + 36 x 80 + 36 x 1 x 8 + 27 x 4 = m_alkoholx 0,58 x 42

                                              108 + 2880 + 288 + 378 = 24,36 m_alkohol

                                                                    m_alkohol = 3654/24,36

                                                                                 = 150 gram

5. Dalam botol termos terdapat 230 gram kopi pada suhu 90^oC. Ke dalam botol tersebut ditambahkan suhu sebanyak 20 gram bersuhu 5^oC. Berapakah suhu campuran? (jika tidak ada kalor kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos. c_air = c_kopi = c_susu = 1 kal/g^oC)

a. 5^oC
b. 20^oC
c. 47^oC
d. 83^oC
e. 90^oC

(UMPTN 1998)

Jawab:
    Soal tersebut adalah tentang penerapan azas Black.

Cara I:

dalam kasus di atas yang menyerap kalor adalah susu, sedang yang melepas adalah kopi. Jadi untuk menghitung suhu campuran, adalah:
m_susu.c_susu(T_c – 5) = m_kopi.c_kopi(90-T_c)
            20 (T_c – 5) = 230 (90-T_c)
                   25 T_c = 2080
                        T_c = 83,2^oC
Jadi suhu campuran kopi dan susu (T_c) adalah 83,2^oC atau dibulatkan 83^oC (d)

Cara II:
Selain cara di atas kita juga bisa menentukan suhu campuran dengan cara berikut: