Rumus Asas Black dan Contoh Soalnya

Posted on

Asas Black – Setelah Sebelumnya ContohSoal.co.id menguraikan makalah tentang Cara Membuat Magnet. Maka materi pembahasan ContohSoal.co.id kali ini tentang  asas black beserta dasar, teori, penerapan, rumus dan contoh soalnya. Untuk Lebih lengkapnya berikut telah ContohSoal.co.id rangkum penjelasannya dibawah ini.

Pengertian Asas Black

Asas Black

Asas Black ialah merupakan suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas ini menjabarkan beberapa hal, yakni sebagai berikut.

Apabila pada dua buah benda yang berbeda kemudian suhunya dicampurkan, maka benda yang panas memberi kalor pada yang dingin sehingga suhu akhirnya sama.

Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas.
Kemudian pada benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan yang diserap jika dipanaskan.

Bunyi Asas Black

Bunyi Asas Black ialah sebagai berikut:

“Ketika mencampurkan dua zat, maka akan banyak kalor yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima oleh zat yang suhunya lebih rendah”

Teori Asas Black

Teori asas black ditemukan pertama kali oleh seorang ilmuan asal Skotlandia ahli Kimia-Fisika. Lahir sekitar pada tanggal 16 April 1728 dan meninggal pada tanggal 6 Desember 1799 pada usia 71 tahun.

Penemuan Asas Black pertama kali pada tahun 1760 yang menyatakan suatu prinsip bahwa Asas ialah merupakan sebuah prinsip yang membahas mengenai perbedaan antara suhu dan kalor.

Pada suatu ketika Jossep, menjabat di sebuah Universitas Edinburgurh, kelasnya selalu dipenuhi oleh murid dari seluruh penjuru Eropa yang ingin mendengarkan kuliahnya yang sering disertai demonstrasi percobaan yang sangat menarik.

Beberapa percobaan yang masih sering dilakukan oleh joseph ketika mengajar dahulu, juga masih sering dilakukan oleh para guru-guru sekolah ketika mengajar pada saat ini, terutama dalam bidang kimia, misalnya percobaan menambahkan karbon dioksida ke lilin yang menyala di dalam stoples, dan mengeluarkannya melalui selang ke sebuah larutan kalsium.

Baca Juga :  Simpangan Baku - Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Joseph Black menghabiskan banyak waktunya untuk mengamati perpindahan kalor. Karena sering berkutat di laboratorium, akhirnya ia berhasil mendapatkan penemuan yang sangat penting di tahun 1761, yaitu kalor laten.

Kalor laten ialah merupakan sebuah kalor yang diserap oleh suatu zat, bukan untuk menaikkan suhu zat tersebut, akan tetapi digunakan untuk mengubah wujudnya.

Kita dapat mengamati kalor laten tersebut di dalam kehidupan sehari-hari, misalnya: ketika air (zat cair) yang dipanaskan berubah menjadi uap air (zat gas).

Inilah yang sebenarnya kita ukur ketika menggunakan kalorimeter, yakni: alat yang diciptakan oleh Joseph Balck itu sendiri. Joseph Black jugalah orang yang dianggap sebagai penemu gas karbon dioksida.

Rumus Asas Black

Berikut ini terdapat rumus Asas Black yang umum digunakan:

RumusQlepas = Qterima
Keterangan
  • Qlepas = jumlah kalor yang dilepas oleh suatu zat
  • Qterima = jumlah kalor yang diterima oleh suatu zat
Penjabaran
  • M1 X C1) (T1-Ta) = (M2 X C2) (Ta-T2)
Cara Cepat
  • (M1 X T1 + M2 X T2) / (M1 + M2)
Keterangannya
  • M1=Massa dengan temperatur lebih tinggi
  • C1=Kalor jenis benda dengan temperatur lebih tinggi
  • T1=Temperatur benda dengan temperatur lebih tinggi
  • Ta=Temperatur akhir pencampuran kedua benda
  • M2=Massa bendadengan tingkat temperatur lebih rendah
  • C2=Kalor yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah
  • T2=Temperatur benda dengan tingkat temperatur lebih rendah
Catatan
Ketika mecampurkan dua zat yang berbeda, Sebenar ada sebuah kalor yang hilang ke lingkungan sekitar. Misalnya, wadah pencampuran akan menyerap kalor sebesar hasil kali antara massa, kalor jenis dan kenaikan suhu wadah. Maka dengan memakai Asas Black, kita dapat menghitung suhu akhir dari dua buah benda atau zat yang dicampurkan.  Bukan hanya itu, sebab apabila kalor jenis merupakan salah satu benda yang telah diketahui, maka tentunya kita dapat mencari kalor jenis benda kedua. Dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter yang berfungsi untuk mencari kalor jenis benda atau zat Asas Black .

Penerapan Asas Black

Dibawah ini terdapat beberapa contoh penerapan asas Black dalam kehidupan sehari-hari.
  • Penentuan nilai pembakaran suatu bahan bakar (LHV/HHV/GHV).
  • Penentuan kapasitas beban pendinginan mesin (cooling water rate).
  • Menentukan jumlah energi dalam bentuk perpindahan panas untuk menaikkan temperatur pada derajat tertentu, sehingga dapat memperkirakan waktu yang diperlukan untuk pemanasan.
  • Penentuan temperatur kesetimbangan termal insulasi reaktor atau engine atau sistem apa saja yang menerapkan pemakaian insulasi termal.
  • Ketika kita minum segelas es teh. Pada pembuatan es teh, mula-mula teh diseduh dengan air panas baru kemudian dicampurkan es. Pada proses pencampuran ini, air seduhan yang panas dan es akan berinteraksi termal dan mencapai temperatur kesetimbangan baru, yang mana akan lebih rendah dari panas semula.
  • Penetapan untuk pemilihan bangunan rumah, semisal lantai. Dari Asas Black, maka energi dalam bentuk perpindahan panas haruslah sama, hanya ada konstanta panas jenis (kalor jenis).
  • Jika dipilih konstanta panas jenis yang tinggi, maka lantai tersebut akan terasa lebih hangat dibanding lantai dengan bahan yang memiliki panas jenis yang lebih rendah yang lebih terasa dingin.
Baca Juga :  Rumus Kelajuan Dan Kecepatan

Contoh Soal Asas Black dan Pembahasan

Contoh Soal 1

Apabila suatu Air dengan sebanyak 0,5 kg bersuhu 100oC kemudian dituangkan ke dalam bejana dari aluminium dengan  massa 0,5 kg. apabila suhu awal pada sebuah bejana sebesar 25oC, serta kalor jenis aluminium 900 J/kgoC, dan kalor jenis air 4.200 J/kgoC, maka tentukan suhu keseimbangan yang tercapai! (anggap tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan)
Penyelesaian:
Diketahui:
  • mbjn = 0,5 kg
  • mair = 0,5 kg
  • Tair = 100oC
  • Tbjn = 25oC
  • cair = 4.200 J/kgoC
  • cbjn = 900 J/kgoC
  • Ditanyakan: Takhir/Ttermal = … ?
Jawab:
  • QLepas = QTerima
  • mair×cair×Tair=mbjn×cbjn×Tbjn
  • mair×cair×(TairTtermal)=mbjn×cbjn× (Ttermal Tbjn)
  • 0,5 × 4.200 × (100  Ttermal) = 0,5 × 900 × (Ttermal 25)
  • 2.100 × (100  Ttermal) = 450 × (Ttermal 25)
  • 210.000  2.100Ttermal = 450Ttermal 11.250
  • 450Ttermal + 2.100Ttermal = 210.000 + 11.250
  • 2.550Ttermal = 221.250
  • Ttermal = 221.250/2.550
  • Ttermal = 86,76oC
Jadi, suhu kesetimbangannya ialah 86,76oC.
Contoh Soal.2
Jika pada suatu teh 200 cm3 dengan suhu 95oC kemudian dituangkan ke dalam cangkir gelas 150 g pada suhu 25oC, berapa suhu akhir (T) dari campuran ketika dicapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya? (kalor jenis cangkir gelas ialah 840 J/kgoC)
Penyelesaian:
Diketahui:
teh sebagian besar berupa air, maka kalor jenisnya ialah air.
  • cteh = cair = 4.200 J/kgoC
  • Vteh = 200 cm3 = 200 × 10-6 m3
  • mteh = ρteh × Vteh
  • mteh = ρair × Vteh
  • mteh = (1,0 × 103 kg/m3)(200 × 10-6 m3)
  • mteh = 200 × 10-3 kg = 0,2 kg
  • mgls = 150 g = 0,15 kg
  • cgls =840J/kgoC
  • Tteh = 95oC
  • Tgls = 25oC
Ditanyakan: T akhir (Tc) = …?
Jawab:
Dengan menerapkan Hukum Kekekalan Energi Kalor, maka:
Kalor yang hilang dari teh = kalor yang diterima canggir gelas
  • QLepas = QTerima
  • mteh × cteh × Tteh = mgls × cgls × Tgls
  • mteh × cteh × (Tteh  Tc) = mgls × cgls × (Tc  Tgls)
  • 0,2×4.200×(95Tc)=0,15×840 ×(Tc25)
  • 840×(95Tc) =126×(Tc25)
  • 79.800840Tc=126Tc3.150
  • 126Tc + 840Tc = 79.800 + 3.150
  • 966Tc = 82.950
  • Tc = 82.950/966
  • Tc = 85,87oC
Jadi, suhu kesetimbangan atau suhu akhir the dengan cangkir ialah 85,86oC.

Demikianlah materi pembahasan kali ini mengenai asas black, semoga artikel ini bermanfaat serta menjadi sumber referensi dan inspirasi bagi sobat semua.

Baca Juga :  Daya Listrik

Pilihan Artikel Lainnya:

Rumus Asas Black dan Contoh Soalnya
5 (100%) 1 vote[s]

Artikel Terkait: