Hukum Kekekalan Energi Secara Umum Dengan Kalor
Mungkin Anda pernah merapikan pakaian dengan memakai setrika listrik. Pada ketika merapikan pakaian dengan setrika, kita gotong royong memanfaatkan perubahan bentuk energi yaitu energi listrik menjadi energi kalor. Contoh lain yang memanfaatkan perubahan energi listrik menjadi energi kalor yakni kompor listrik, dispenser, dan rice cooker. Seperti yang kita ketahui bahwa energi tidak sanggup dimusnahkan dan tidak sanggup diciptakan tetapi sanggup berubah bentuk yang dikenal dengan istilah kekekalan energi. Pernyataan ini merupakan aturan kekekalan energi secara umum. Kita juga ketahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energi berarti harus juga memenuhi kekekalan energi.
 |
| Setrika listrik bisa mengubah energi listrik menjadi kalor |
Dengan memakai konsep energi listrik maka kita akan bisa mencari beberapa suhu selesai dari suatu pemanas bila dihubungkan dengan listrik. Silahkan simak rujukan soal di bawah ini.
Contoh Soal 1
Sebuah kompor listrik yang dayanya 500 watt dan daya gunanya 40% dipakai untuk memanaskan 1 liter air yang suhu awalnya 20 °C. Jika kalor jenis air adalah
4200 J/kg°C, maka berapakah suhu air sehabis ¼ jam?
Penyelesaian:
P = 500 W
T0 = 20°C
V = 1 L = 1000 cm3
c = 4200 J/kg°C
t = ¼ jam = 15 menit = 900 s
ρ = 1 gr/cm2
Cari terlebih dahulu massa air dengan memakai konsep massa jenis air yakni:
m = ρ.V
m = 1 gr/cm3 . 1000 cm3
m = 1000 gr = 1 kg
Pada pemanasan air dengan kompor listrik ini terjadi perubahan energi listrik menjadi kalor. Karena daya gunanya 40% maka sanggup berlaku:
Q = 40% W
m . c . Δt = 0,4 . P . t
1. 4200 . (T – 20) = 0,4 . 500 . 900
4200T – 84000 = 180000
4200T = 180000 + 84000
4200T = 264000
T = 62,9°C
Contoh Soal 2
Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 V memiliki kendala 20 Ω. Jika kompor ini dipakai untuk memanaskan 1 kg air bersuhu 20 °C selama 7 menit dan dipasang pada tegangan 110 volt, maka tentukan suhu selesai air (kalor jenis air 4200 J/kg°C)!
Penyelesaian:
V = 110 volt
R = 20 Ω
T0 = 20°C
m = 1 kg
t = 7 menit = 420 s
c = 4200 J/kg°C
Pada elemen pemanas pada kompor listrik ini terjadi perubahan energi listrik menjadi kalor, maka sanggup berlaku:
Q = W
m . c . Δt = (V2/R) . t
1. 4200 . (T – 20) = (1102/20) . 420
4200T – 84000 = 254100
4200T = 254100 + 84000
4200T = 338100
T = 80,5°C
Contoh Soal 3
Sepotong tembaga dijatuhkan dari ketinggian 490 meter di atas lantai. Kalor yang terjadi pada proses tumbukan dengan lantai 60% -nya diserap oleh tembaga untuk menaikkan suhunya. Jika kalor jenis tembaga = 390 J/kg°C, percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka berapakah kenaikan suhu tembaga?
Penyelesaian:
h = 490 m
c = 390 J/kg°C
g = 10 m/s2
Energi potensial yang dimiliki oleh sepotong tembaga diubah menjadi kalor. Karena 60% energi potensial tersebut diserap oleh tembaga maka berlaku:
Q = 60% Ep
m . c . Δt = 0,6 . m . g . h
c . Δt = 0,6 . g . h
390 . Δt = 0,6 . 10 . 490
390Δt = 2940
Δt = 7,5 °C
0 Response to "Hukum Kekekalan Energi Secara Umum Dengan Kalor"
Posting Komentar