Perhitungan Suhu Campuran Air dalam Ember

Saat cuaca dingin, Soni memasukkan air panas bermassa 1,2 kg dan bersuhu 80°C ke dalam ember untuk mandi. Dalam ember tersebut terdapat air bersuhu 25°C dan bermassa 4,8 kg. Jika sistem dianggap tidak mengalami perpindahan kalor, suhu campuran air tersebut sebesar.... Dalam situasi ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi untuk menghitung suhu campuran air dalam ember. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi total dalam sistem terisolasi akan tetap konstan. Dalam kasus ini, kita dapat menganggap ember sebagai sistem terisolasi, di mana tidak ada perpindahan kalor dengan lingkungan sekitarnya. Oleh karena itu, energi total dalam sistem akan tetap konstan. Energi total dalam sistem dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: \(E_{\text{total}} = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2\) Di mana: \(m_1\) = massa air panas (1,2 kg) \(c_1\) = kalor spesifik air (4,186 J/g°C) \(\Delta T_1\) = perubahan suhu air panas (80°C - suhu campuran) \(m_2\) = massa air dalam ember (4,8 kg) \(c_2\) = kalor spesifik air (4,186 J/g°C) \(\Delta T_2\) = perubahan suhu air dalam ember (suhu campuran - 25°C) Karena sistem dianggap tidak mengalami perpindahan kalor, maka \(\Delta T_1 = -\Delta T_2\). Oleh karena itu, persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi: \(E_{\text{total}} = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T + m_2 \cdot c_2 \cdot (-\Delta T)\) \(E_{\text{total}} = (m_1 \cdot c_1 - m_2 \cdot c_2) \cdot \Delta T\) Kita dapat mencari nilai \(\Delta T\) dengan membagi kedua sisi persamaan dengan \(m_1 \cdot c_1 - m_2 \cdot c_2\): \(\Delta T = \frac{E_{\text{total}}}{m_1 \cdot c_1 - m_2 \cdot c_2}\) Dalam kasus ini, kita ingin mencari suhu campuran air dalam ember. Oleh karena itu, \(\Delta T\) akan menjadi suhu campuran - 25°C. Dengan menggantikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan di atas, kita dapat mencari suhu campuran air dalam ember. Setelah melakukan perhitungan, didapatkan bahwa suhu campuran air dalam ember sebesar 36°C. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah b. \(36^{\circ} \mathrm{C}\). Dengan menggunakan hukum kekekalan energi dan persamaan yang sesuai, kita dapat menghitung suhu campuran air dalam ember dengan akurat.