Perhitungan Massa Logam Tembaga dalam Kesetimbangan Termal dengan Air
Dalam soal ini, kita diminta untuk menghitung massa logam tembaga yang dimasukkan ke dalam air dalam kondisi kesetimbangan termal. Kita diberikan informasi bahwa logam tembaga memiliki suhu awal 100°C dan dimasukkan ke dalam air yang memiliki massa 128 gram dan suhu awal 30°C. Selain itu, kita juga diberikan kalor jenis air sebesar 1 kal/g°C dan kalor jenis tembaga sebesar 0,1 kal/g°C. Untuk menghitung massa logam tembaga, kita dapat menggunakan prinsip keseimbangan termal. Ketika logam tembaga dimasukkan ke dalam air, panas akan mengalir dari logam tembaga ke air sampai mencapai kesetimbangan termal. Dalam proses ini, panas yang hilang oleh logam tembaga akan sama dengan panas yang diterima oleh air. Kita dapat menggunakan rumus kalor yang diterima atau hilang oleh suatu benda: Q = m * c * ΔT Di mana Q adalah kalor yang diterima atau hilang, m adalah massa benda, c adalah kalor jenis benda, dan ΔT adalah perubahan suhu. Dalam kasus ini, panas yang hilang oleh logam tembaga adalah sama dengan panas yang diterima oleh air. Oleh karena itu, kita dapat menulis persamaan: m * c_tem * ΔT_tem = m_air * c_air * ΔT_air Di mana m adalah massa logam tembaga, c_tem adalah kalor jenis tembaga, ΔT_tem adalah perubahan suhu logam tembaga, m_air adalah massa air, c_air adalah kalor jenis air, dan ΔT_air adalah perubahan suhu air. Dalam soal ini, kita diberikan bahwa kesetimbangan termal terjadi pada suhu 36°C. Oleh karena itu, ΔT_tem = 36 - 100 = -64°C dan ΔT_air = 36 - 30 = 6°C. Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan: m * 0,1 * (-64) = 128 * 1 * 6 Simplifikasi persamaan: -6,4m = 768 Bagi kedua sisi persamaan dengan -6,4: m = 768 / -6,4 m = -120 Namun, massa tidak dapat memiliki nilai negatif. Oleh karena itu, kita perlu mengambil nilai mutlak dari hasilnya: m = |-120| = 120 Jadi, massa logam tembaga yang dimasukkan ke dalam air adalah 120 gram. Dalam soal ini, jawaban yang benar adalah b. 120 gram.