11. Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es bermassa 300 gram dengan suhu -5 °C hingga menjadi air bersuhu 0 °C adalah .... (Diketahui kalor jenis es 0,5 kal/gr°C dan kalor lebur es 80 kal/gr) A. 24.000 kal C. 20.000 kal B. 24.750 kal D. 20.750 kal 

Halo pahamifren, tahukah kalian? Air akan membeku menjadi es pada suhu kurang dari sama dengan \(0{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\). Air dapat membeku dan suhunya akan lebih dingin jika melepas kalor. Es akan mencair dan suhunya akan bertambah jika mendapat kalor. Nah, pada soal di atas kita diminta untuk menghitung jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es bermassa 300 gram dan bersuhu \( - 5{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\) hingga menjadi air pada suhu \(0{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).

Identifikasi Konsep

Oke pahamifren, kalor merupakan suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang beruhu rendah. Kalor yang disimbolkan dengan Q satuannya adalah kalori (kal) joule (J), dan kilokalori (kkal). 1 kalori merupakan kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram air untuk menaikkan suhunya sebesar \(1\rm{{\;^o}C}\). Dimana :
	\[\begin{array}{rl}1\;{\rm{kal}} &= 4,18\;{\rm{joule}}\\1\;{\rm{kkal}} &= 4.180\;{\rm{joule}}\\1\;{\rm{joule}} &= 0,24\;{\rm{kal}}\end{array}\]
Oke pahamifren, ketika suatu benda menerima kalor, maka ada dua kemungkinan. Kemungkinan yang pertama adalah suhu benda akan naik dan kemungkinan yang kedua adalah benda akan berubah wujud. Jika benda melepas kalor, maka juga ada dua kemungkinan, yaitu suhu benda akan turun atau benda akan berubah wujud. Nah, untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada benda yang menerima kalor, coba perhatikan gambar berikut :
 <img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-77/ChapId-645/LessonId-1548/ModuleId-1/QuestionCode-21HQJXMERWP/kalor.jpg" />
Gambar grafik tersebut bisa kita jelaskan sebagai berikut :

•	Titik A ke B
Titik A ke B adalah proses menaikkan suhu dan benda masih berbentuk padatan. Untuk menaikkan suhu diperlukan kalor sebesar :
	\[{Q_{AB}} = m \bullet c \bullet \Delta T\]
Dengan :
\(\begin{array}{l}m = \;{\rm{massa}}\;{\rm{benda}}\;{\rm{(kg)}}\\c = \;{\rm{kalor}}\;{\rm{jenis}}\;{\rm{benda}}\;{\rm{(J/k}}{{\rm{g}}^{\rm{o}}}{\rm{C)}}\\\Delta T = {\rm{perubahan}}\;{\rm{suhu}}\;{{\rm{(}}^{\rm{o}}}{\rm{C)}}\end{array}\)

•	Titik B ke C
Titik B ke C adalah proses melebur, sehingga ketika di titik B masih dalam bentuk padatan dan ketika di C sudah dalam bentuk cairan. Untuk meleburkan benda dibutuhkan kalor :
	\[{Q_{BC}} = m \bullet L\]
Dengan \(L\) adalah kalor lebur benda \({\rm{(J/kg)}}\).

•	Titik C ke D
Titik C ke D adalah proses menaikkan suhu benda yang sudah menjadi zat cair. Untuk menaikkan suhu diperlukan kalor sebesar :
\[{Q_{CD}} = m \bullet c \bullet \Delta T\]
Dengan \(c\) adalah kalor jenis benda yang sudah menjadi zat cair \({\rm{(J/k}}{{\rm{g}}^{\rm{o}}}{\rm{C)}}\).

•	Titik D ke E
Titik D ke E adalah proses penguapan. Kalor yang dibutuhkan dalam proses penguapan adalah :
\[{Q_{DE}} = m \bullet U\]
Dengan \(U\) adalah kalor uap benda \({\rm{(J/kg)}}\).

•	Titik D ke F
Titik D ke F adalah proses untuk menaikkan suhu benda yang sudah berubah menjadi gas. Untuk menaaikkan suhu gas tersebut diperlukan kalor sebesar :
\[{Q_{DF}} = m \bullet c \bullet \Delta T\]
Dengan \(c\) adalah kalor jenis benda yang sudah menjadi gas \({\rm{(J/k}}{{\rm{g}}^{\rm{o}}}{\rm{C)}}\).

Nah, pada soal di atas diketahui:
•	Massa es \(m = 300\;{\rm{gram}}\)
•	Suhu awal es \({T_1} =  - 5\;^\circ {\rm{C}}\)
•	Suhu air \({T_2} = 0\;^\circ {\rm{C}}\)
•	Kalor jenis es\(c = 0,5\;{\rm{kal/gr}}^\circ {\rm{C}}\)
•	Kalor lebur es \(L = 80\;{\rm{kal/gr}}\)
Dan yang ditanya adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es hingga menjadi air \(Q = ...?\)
Oke pahamifren, untuk meleburkan es tersebut, maka es yang suhunya \({T_1} =  - 5{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\) harus dinaikkan menjadi \({T_2} = 0\;^\circ {\rm{C}}\) seperti proses dari A ke B pada grafik di atas. Selanjutnya pada suhu \({T_2} = 0\;^\circ {\rm{C}}\) diperlukan kalor lagi untuk meleburkan es hingga semua bagian mencair seperti proses dari B ke C pada grafik di atas. Jadi jumlah kalor total yang dibutuhkan adalah :
	\[\begin{array}{rl}Q &= {Q_{AB}} + {Q_{BC}}\\ &= m \bullet c \bullet \Delta T + m \bullet L\\ &= 300 \bullet 0,5 \bullet (0 - ( - 5)) + 300 \bullet 80\\ &= 750 + 24.000\\ &= 24.750\;{\rm{ kal}}\end{array}\]


Pembahasan

Jadi, jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es hingga menjadi air adalah 24.750 kal. Jawaban yang benar adalah <b>B</b>.