17. Zat dengan massa 15 kg suhunya naik sebesar 80 °C ketika diberi kalor. Jika sebuah zat diberi kalor yang sama dan suhunya naik menjadi 100 °C maka massa zat tersebut adalah ... kg A. 20 C. 25 B. 15 D. 12 

Halo pahamifren, tahukah kalian? suhu suatu benda akan naik jika menerima kalor dan begitu juga sebaliknya, suhu suatu benda akan turun jika melepas kalor. Nah, kemampuan benda dalam menyerap atau melepas kalor berbeda-beda sehingga jika dua benda yang berbeda kita beri kalor yang sama, maka bisa jadi kenaikan suhu kedua benda tersebut tidak sama. Oke pahamifren, berkaitan dengan hal tersebut pada soal di atas diketahui ada dua zat yang sama tapi massanya berbeda, yang pertama diketahui massanya adalah 15 kg dan ketika diberi kalor suhunya naik \(80{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\). Nah, zat yang kedua jika diberi kalor yang sama, suhunya naik menjadi \(100{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\). Pada soal tersebut kita diminta untuk menghitung massa zat yang kedua.

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 \(1{\;^o}C\). 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-21HQJYPNAHU/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 \({\rm{(J/k}}{{\rm{g}}^{\rm{o}}}{\rm{C)}}\).

Oke pahamifren, pada soal di atas diketahui :
•	Massa zat pertama \({m_1} = 15{\rm{ kg}}\)
•	Perubahan suhu pertama \(\Delta {T_1} = 80{\rm{ }}^\circ {\rm{C}}\)
•	Perubahan suhu kedua \(\Delta {T_2} = 100{\rm{ }}^\circ {\rm{C}}\)(oke pahamifren pada soal disebutkan ketika zat yang kedua ini diberi kalor yang sama dengan zat yang pertama suhunya menjadi \(100{\rm{ }}^\circ {\rm{C}}\). Jadi suhu tersebut adalah suhu akhir zat yang kedua. Nah, oleh karena kita tidak mengetahui suhu awalnya maka kita tidak bisa mengerjakan soal ini. Jadi kita sumsikan saja suhu awalnya adalah \(0{\rm{ }}^\circ {\rm{C}}\) sehingga perubahan suhunya adalah  \(100{\rm{ }}^\circ {\rm{C}}\).
•	Karena kedua zat tersebut adalah sama maka kalor jenisnya sama \({c_1} = {c_2}\)
Dan yang ditanyakan adalah massa zat yang kedua \({m_2} = ...?\)
Oke pahamifren, karena kalor pada kedua zat hanya digunakan untu menaikkan suhu, maka
	\[\begin{array}{rl}{Q_1} &= {Q_2}\\{m_1} \bullet {c_1} \bullet \Delta {T_1} &= {m_2} \bullet {c_2} \bullet \Delta {T_2}\end{array}\]
Karena \({c_1} = {c_2}\), maka
	\[\begin{array}{rl}{m_1} \bullet \Delta {T_1} &= {m_2} \bullet \Delta {T_2}\\{m_2} &= \dfrac{{{m_1} \bullet \Delta {T_1}}}{{\Delta {T_2}}}\\ &= \dfrac{{15 \bullet 80}}{{100}}\\ &= 12{\rm{ kg}}\end{array}\]


Pembahasan

Jadi, massa zat tersebut adalah 12 kg. jawaban yang benar adalah <b>D</b>.