Menghitung Kalor yang Dibutuhkan untuk Membekukan Es

Ketika es mencair, banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi air. Dalam kasus ini, kita akan menggunakan grafik pemanasan 100 gram es untuk menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan. Dengan memahami sifat fisik es dan air, kita dapat menghitung jumlah kalor yang diperlukan untuk proses ini.

Pertama, mari kita pertimbangkan kalor jenis es, yang didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 gram es 1 derajat Celsius. Dalam kasus ini, kalor jenis es adalah 2.100 J/kg°C. Ini berarti bahwa untuk setiap derajat Celsius perubahan suhu es, 2.100 J kalor diper.

Selanjutnya, mari kita pertimbangkan kalor lebur es, yang didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 gram es dari fase padat menjadi fase cair. Dalam kasus ini, kalor lebur es adalah 336.000 J/kg. Ini berarti bahwa untuk mengubah 1 gram es dari fase padat menjadi fase cair, 336.000 J kalor diperlukan.

Akhirnya, mari kita pertimbangkan kalor jenis air, yang didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 gram air 1 derajat Celsius. Dalam kasus ini, kalor jenis air adalah 4.200 J/kg°C. Ini berarti setiap derajat Celsius perubahan suhu air, 4.200 J kalor diperlukan.

Sekarang, mari kita gunakan informasi ini untuk menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan untuk proses A-D. Dengan mengamati grafik pemanasan, kita dapat melihat bahwa es mencair dari suhu 0°C menjadi suhu 20°C. Selama proses ini, es menyerap kalor dari lingkungannya, sehingga jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi air adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah es dari suhu 0°C menjadi suhu 20°C.

Untuk menghitung jumlah kalor yang diperlukan, kita dapat menggunakan rumus berikut:

Q = m * ΔT

Di mana Q adalah jumlah kalor yang diperlukan, m adalah massa es, c adalah kalor jenis es, dan ΔT adalah perubahan suhu es.

Dengan memasukkan nilai-nilai yang diberikan, kita dapat menghitung jumlah kalor yang diperlukan:

Q = 100 g * 2.100 J/kg°C * (20°C - 0°C)

Q = 4.830 J

Oleh karena itu, jumlah kalor yang diperlukan untuk proses A-D adalah 4.830 J. Jawaban yang benar adalah pilihan A.