14. Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air dengan massa 150 gram berada pada suhu 30 °C dipanasi hingga mendidih dan kalor jenis air 4.200 J/kg°C adalah .... A. 44.000 J C. 44.500) B. 35.000) D. 44.100 

Halo pahamifren, tiap kali kita mau buat minuman seperti kopi, teh, atau minuman yang lain, maka disarankan airnya dimasak dulu hingga mendidih. Tahukah kalian? air mendidih pada suhu \(100{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\) dan untuk menaikkan suhu air hingga mendidih kita membutuhkan energi yang disebut dengan kalor. Nah, berkaitan dengan hal tersebut pada soal di atas kita diminta untuk menghitung kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air yang bermassa 150 gram dari \(30{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\) hingga mendidih atau menjadi bersuhu \(100{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).

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 :
	\[\begin{array}{l}1\;{\rm{kal}} = 4,18\;{\rm{joule}}\\1\;{\rm{kkal}} = 4.180\;{\rm{joule}}\\1\;{\rm{joule}} = 0,24\;{\rm{kal}}\end{array}\]
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-21HQJXXDFFT/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 air \(m = 150{\rm{ gram  =  0}}{\rm{,15 kg}}\)
•	Suhu awal \({T_1} = 30\;^\circ {\rm{C}}\)
•	Dipanasi hingga mendidih, jadi suhu akhir \({T_2} = 100\;^\circ {\rm{C}}\)
•	Perubahan suhu \(\Delta T = {T_2} - {T_1} = 100\;^\circ {\rm{C }} - {\rm{ 30}}\;^\circ {\rm{C}} = 70\;^\circ {\rm{C}}\)
•	Kalor jenis air \(c = 4200\;{\rm{J/kg}}^\circ {\rm{C}}\)
Dan yang ditanyakan adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air \(Q = ...?\)
Oke pahamifren, karena yang ditanyakan adalah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air, maka prosesnya seperti dari C ke D pada grafik di atas. Jadi :
\(Q=m\cdot{c}\cdot\triangle{T}\\Q=0,15\cdot{4.200}\cdot{70}\\Q=44.100\;J\)


Pembahasan

Jadi, jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air pada soal tersebut adalah 44.100 J . Jawaban yang benar adalah <b>D</b>.