Proses Penguapan Air dan Kaitannya dengan Suhu

Pada keadaan barometer 76 cm Hg, dengan kalor jenis air sebesar 4200 J/kg°C dan kalor didih air sebesar 2,26 x 10^6 J/kg, pertanyaannya adalah apakah air akan menguap semua, bersuhu tepat 100°C, uap air bersuhu di atas 100°C, atau bersuhu di bawah 100°C jika diberikan kalor sejumlah 1,26 x 10^5 J pada 100 g air yang awalnya bersuhu 20°C. Dalam kasus ini, kita dapat menggunakan persamaan kalor yang diberikan oleh rumus: Q = m * c * ΔT Di mana: Q adalah kalor yang diberikan (1,26 x 10^5 J) m adalah massa air (100 g = 0,1 kg) c adalah kalor jenis air (4200 J/kg°C) ΔT adalah perubahan suhu (T akhir - T awal) Kita dapat mencari ΔT dengan menggunakan persamaan: ΔT = Q / (m * c) Substitusikan nilai-nilai yang diberikan: ΔT = (1,26 x 10^5 J) / (0,1 kg * 4200 J/kg°C) = 30°C Dengan demikian, suhu akhir air akan menjadi 20°C + 30°C = 50°C. Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa air akan bersuhu di bawah 100°C setelah diberikan kalor sejumlah 1,26 x 10^5 J. Oleh karena itu, jawaban yang tepat adalah "Air bersuhu di bawah 100°C" setelah diberikan kalor tersebut. Hal ini terjadi karena air memiliki kalor jenis yang tinggi, sehingga membutuhkan energi yang cukup besar untuk meningkatkan suhunya. Pada suhu 50°C, air masih berada dalam bentuk cair dan belum mencapai titik didihnya. Untuk mengubah air menjadi uap, diperlukan kalor yang lebih besar dari yang diberikan dalam kasus ini. Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat melihat proses penguapan air ketika kita memasak air dalam panci. Ketika air mendidih, suhunya mencapai 100°C dan air berubah menjadi uap. Namun, jika kita terus memasok kalor ke air yang sudah mendidih, suhunya tidak akan naik lagi, tetapi air akan terus menguap hingga habis. Dengan pemahaman ini, kita dapat melihat bahwa penguapan air tergantung pada suhu dan jumlah kalor yang diberikan. Semakin tinggi suhu air, semakin cepat air akan menguap. Namun, untuk mengubah air menjadi uap sepenuhnya, diperlukan kalor yang cukup besar dan suhu yang mencapai titik didih air. Dalam kasus ini, air tidak mencapai titik didihnya, sehingga tidak semua air akan menguap. Air akan bersuhu di bawah 100°C setelah diberikan kalor sejumlah 1,26 x 10^5 J.