Menentukan Suhu Kompresi Air

Dalam pertanyaan ini, kita diminta untuk menentukan suhu kompresi air yang sumur dengan berat 0,2 kg dan suhu awal 80°C. Bejana di mana air disimpan berada pada suhu 20°C. Kita juga diberikan kalor kapasitas air sebesar 1 kal/g°C. Untuk menentukan suhu kompresi, kita perlu menggunakan prinsip konservasi energi. Energi yang dilepaskan oleh air saat mendingin dari 80°C ke suhu kompresi akan sama dengan energi yang diserap oleh bejana saat mendingin dari 20°C ke suhu kompresi. Energi yang dilepaskan oleh air dapat dihitung dengan rumus: Q = m * c * ΔT Di mana: Q = energi (kalor) m = massa air (g) c = kalor kapasitas air (kal/g°C) ΔT = perubahan suhu (°C) Dengan memasukkan nilai yang diberikan, kita dapat menghitung energi yang dilepaskan oleh air: Q = 0,2 kg * 1 kal/g°C * (80°C - T) Energi yang diserap oleh bejana dapat dihitung dengan rumus yang sama: Q = C * ΔT Di mana: C = kalor kapasitas bejana (kal/°C) ΔT = perubahan suhu (°C) Dengan memasukkan nilai yang diberikan, kita dapat menghitung energi yang diserap oleh bejana: Q = 1681 kal/°C * (T - 20°C) Karena energi yang dilepaskan oleh air sama dengan energi yang diserap oleh bejana, kita dapat menyamakan kedua persamaan: 0,2 kg * 1 kal/g°C * (80°C - T) = 1681 kal/°C * (T - 20°C) Dengan menyelesaikan persamaan ini, kita dapat menemukan suhu kompresi. Mari kita selesaikan persamaan tersebut: 0,2 * (80 - T) = 1681 * (T - 20) 16 - 0,2T = 1681T - 33620 33600 = 1681T + 0,2T 33600 = 1681,2T T ≈ 20°C Jadi, suhu kompresi air adalah sekitar 20°C. Ini adalah suhu di mana energi yang dilepaskan oleh air saat mendingin akan sama dengan energi yang diserap oleh bejana saat mendingin.