Perhitungan Kalor yang Diberikan pada Es untuk Meningkatkan Suhu

Dalam permasalahan ini, kita akan mencari tahu berapa banyak kalor yang harus diberikan pada 0,5 kg es agar suhunya naik dari -10°C menjadi 40°C. Untuk melakukan perhitungan ini, kita perlu menggunakan informasi tentang kalor jenis es, kalor lebur es, dan kalor jenis air. Kalor jenis es adalah 2.100 J/kg°C, yang berarti bahwa untuk setiap kilogram es yang dipanaskan sebesar 1°C, diperlukan 2.100 Joule energi. Kalor lebur es adalah 336 kJ/kg, yang berarti bahwa untuk setiap kilogram es yang melebur, diperlukan 336.000 Joule energi. Kalor jenis air adalah 4.200 J/kg°C, yang berarti bahwa untuk setiap kilogram air yang dipanaskan sebesar 1°C, diperlukan 4.200 Joule energi. Pertama, kita perlu menghitung kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu es dari -10°C menjadi 0°C. Karena es masih berada dalam bentuk padat pada suhu ini, kita hanya perlu menggunakan kalor jenis es. Dengan menggunakan rumus Q = m * c * ΔT, di mana Q adalah kalor yang diberikan, m adalah massa benda, c adalah kalor jenis, dan ΔT adalah perubahan suhu, kita dapat menghitung kalor yang diperlukan: Q1 = 0,5 kg * 2.100 J/kg°C * (0°C - (-10°C)) = 0,5 kg * 2.100 J/kg°C * 10°C = 10.500 J Selanjutnya, kita perlu menghitung kalor yang diperlukan untuk meleburkan es menjadi air pada suhu 0°C. Karena es melebur pada suhu konstan, kita hanya perlu menggunakan kalor lebur es. Dengan menggunakan rumus Q = m * L, di mana Q adalah kalor yang diberikan, m adalah massa benda, dan L adalah kalor lebur, kita dapat menghitung kalor yang diperlukan: Q2 = 0,5 kg * 336 kJ/kg = 0,5 kg * 336.000 J/kg = 168.000 J Terakhir, kita perlu menghitung kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air dari 0°C menjadi 40°C. Karena air berada dalam bentuk cair pada suhu ini, kita perlu menggunakan kalor jenis air. Dengan menggunakan rumus Q = m * c * ΔT, di mana Q adalah kalor yang diberikan, m adalah massa benda, c adalah kalor jenis, dan ΔT adalah perubahan suhu, kita dapat menghitung kalor yang diperlukan: Q3 = 0,5 kg * 4.200 J/kg°C * (40°C - 0°C) = 0,5 kg * 4.200 J/kg°C * 40°C = 84.000 J Jadi, total kalor yang harus diberikan pada 0,5 kg es agar suhunya naik dari -10°C menjadi 40°C adalah: Total Q = Q1 + Q2 + Q3 = 10.500 J + 168.000 J + 84.000 J = 262.500 J Jadi, 262.500 Joule energi harus diberikan pada 0,5 kg es agar suhunya naik dari -10°C menjadi 40°C.