Menghitung Jumlah Air yang Harus Dicampur untuk Mendapatkan Suhu yang Diinginkan

Dalam contoh ini, Joko ingin mandi dengan air hangat ber suhu $40^{\circ }C$. Namun, ia hanya memiliki air mendidih dengan suhu $100^{\circ }C$. Untuk mencapai suhu yang diinginkan, yaitu $40^{\circ }C$, Joko perlu mencampurkan air mendidih dengan air bersuhu $25^{\circ }C. Untuk menghitung jumlah air yang harus dicampurkan, kita dapat menggunakan prinsip perpindahan panas. Kita dapat menggunakan persamaan: $Q_1 = Q_2$ Di mana $Q_1$ adalah panas yang hilang oleh air mendidih dan $Q_2$ adalah panas yang diterima oleh air bersuhu $25^{\circ }C$. Kita dapat menggunakan rumus: $Q = mc\Delta T$ Di mana $Q$ adalah panas, $m$ adalah massa, $c$ adalah kalor spesifik, dan $\Delta T$ adalah perubahan suhu. Kita tahu bahwa air mendidih memiliki suhu awal $100^{\circ }C$ dan suhu akhir $40^{\circ }C$. Jadi, $\Delta T$ adalah $100^{\circ }C - 40^{\circ }C = 60^{\circ }C$. Kita juga tahu bahwa air bersuhu $25^{\circ }C$ memiliki suhu awal $25^{\circ }C$ dan suhu akhir $40^{\circ }C$. Jadi, $\Delta T$ adalah $40^{\circ }C - 25^{\circ }C = 15^{\circ }C$. Kita juga perlu mengetahui kalor spesifik air, yang biasanya adalah $4.18 \, J/g^{\circ }C$. Dengan menggunakan persamaan $Q = mc\Delta T$, kita dapat menghitung panas yang hilang oleh air mendidih dan panas yang diterima oleh air bersuhu $25^{\circ }C$. $Q_1 = m_1c\Delta T_1$ $Q_2 = m_2c\Delta T_2$ Karena panas yang hilang dan panas yang diterima harus sama, kita dapat menulis persamaan: $m_1c\Delta T_1 = m_2c\Delta T_2$ Kita ingin mencari massa air bersuhu $25^{\circ }C$, jadi kita dapat menulis persamaan ini dalam bentuk: $m_2 = \frac{m_1c\Delta T_1}{c\Delta T_2}$ Dalam contoh ini, kita tahu bahwa massa air mendidih adalah 2 kg. Jadi, $m_1 = 2 \, kg$. Dengan menggantikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan, kita dapat menghitung massa air bersuhu $25^{\circ }C$ yang harus dicampurkan dengan air mendidih. $m_2 = \frac{2 \, kg \times 4.18 \, J/g^{\circ }C \times 60^{\circ }C}{4.18 \, J/g^{\circ }C \times 15^{\circ }C}$ $m_2 = \frac{502.8 \, J}{62.7 \, J}$ $m_2 \approx 8 \, kg$ Jadi, Joko perlu mencampurkan sekitar 8 kg air bersuhu $25^{\circ }C$ dengan air mendidih untuk mencapai suhu mandi yang diinginkan, yaitu $40^{\circ }C$.