2. Sebuah potongan besi seberat 465 g diambil dari oven dan dimasukkan ke dalam 375 g air dalam wadah terisolasi. Temperatur air meningkat dari 26 °C menjadi 87 °C. Jika kalor jenis besi adalah 0,449 Jg-1 °C-1, berapa temperatur awal potongan besi tersebut? 

Kalor atau panas adalah bentuk energi yang sering kita manfaatkan. Seperti ketika kita memasak dengan menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran LPG. Kalor ini merupakan energi dan bisa merambat dari media satu ke ke media lainnya. 

Nah, kali ini ada logam besi panas yang dimasukkan ke dalam air. Panas atau kalor yang ada pada besi akan dilepaskan dan diterima oleh air. Dengan mengetahui nilai kalor yang diterima air, kita bisa menghitung suhu awal logam besi sebelum dimasukkan ke dalam air. Hal ini sesuai dengan asas black yaitu kalor yang dilepas besi nilainya sama dengan kalor yang diterima air. Ini adalah soal yang berhubungan dengan konsep menghitung suhu sesuai asas black.


Identifikasi Konsep

Untuk menghitung kalor, kita bisa menggunakan 
Q = m.c.∆T 
Karena nilai kalor yang dilepas sama dengan diterima, maka
\(Q_{lepas} = Q{terima}\)
Q lepas adalah kalor dari logam besi, Q terima adalah kalor yang diterima air. Suhu akhir dari logam dan akhir adalah sama.

Diketahui
\(T_1\) air = \(26^oC\)
\(T_2 = 87^oC\)
\(c_{air} = 4,2 J/g^oC\)
\(c_{besi} = 0,449 J/g^oC\)

Ditanya
\(T_1\) besi

Jawab
\(∆T_{air} = T_2 – T_1 = 61^oC\)
\(∆T_{besi} = T_2 – T_1 = 87^oC – T_1\)

Q terima = m.c.∆T
= 375 x 4,2 x \(61^oC\)
= 96075 J

Q lepas = Q terima
Q lepas = m.c.∆T
96075 = 465 x 0,449 x ∆T
∆T = \(460,16^oC\)

Pada besi, \(T_1\) lebih besar dari \(T_2\), maka
\(∆T = T_1 - T_2\)
\(T_1 = ∆T + T_2\)
\(= 460,16^oC + 87^oC\)
\(= 547,16^oC\)

Pembahasan

Jadi, suhu awal logam besi sebelum dimasukkan ke dalam air adalah \(547,16^oC\)