6. Diketahui 1 gram gas nitrogen akan dicairkan dengan kalor uap nitrogen sebesar 200 x 103 J/kg, kalor yang dilepaskan untuk mencairkan gas ter- sebut adalah ... 

Halo pahamifren, kita sudah sering melihat bahwa air akan mendidih jika dipanaskan dan bahkan juga bisa menguap. Udara bisa mengembun menjadi air di pagi hari yang dingin, dan air juga bisa memadat menjadi es jika kita masukkan ke kulkas. Tahukah kalian apa yang menyebabkan perubahan wujud zat tersebut? Nah, jika kalian belajar fisika, kalian akan mengetahui bahwa perubahan wujud zat tersebut bisa terjadi karena zat menyerap atau melepas kalor. Oke pahamifren, berkaitan dengan hal tersebut, pada soal di atas kita diminta untuk menghitung kalor yang dilepaskan oleh gas nitrogen sebanyak 1 gram hingga mencair.

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-21HQJWV19QM/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 :
	\[{Q_{AB}} = m \cdot c \cdot \Delta T\]
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 :
	\[{Q_{BC}} = m \cdot L\]
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 :
\[{Q_{CD}} = m \cdot c \cdot \Delta T\]
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 :
\[{Q_{DE}} = m \cdot U\]
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 :
\[{Q_{DF}} = m \cdot c \cdot \Delta T\]
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 gas nitrogen \(m = 1\;{\rm{gram}} = {10^{ - 3}}\;{\rm{kg}}\)
•	Kalor uap nitrogen \(U =  - 200 \times {10^3}\;{\rm{J/kg}}\). (Oke pahamifren, tanda negatif tersebu kita berikan karena nitrogen melepas kalor)
Dan yang ditanyakan adalah kalor yang dilepaskan untuk mencairkan gas \(Q = ...?\)

Ingat pahamifren, karena nitrogen berubah wujud dari gas menjadi zat cair, maka nitrogen tersebut melepas kalor ke lingkungan. Dalam hal ini, jika suatu zat menyerap kalor maka bertanda positif (+) sedangkan jika suatu zat melepas kalor maka nilai kalornya bertanda negatif (-). Proses perubahan zat dari gas ke zat cair ini adalah kebalikan dari proses pengupan, jadi grafiknya adalah dari E ke D seperti pada gambar di atas. Oke pahamifren, jadi kalor yang dilepas untuk mencairkan gas adalah sebagai berikut:
	\[\begin{array}{rl}Q &= m \cdot U\\ &= {10^{ - 3}} \cdot ( - 200 \times {10^3})\\ &=  - 200\;{\rm{J}}\end{array}\]
Hasil negatif dari perhitungan tersebut menandakan bahwa itu adalah kalor yang dilepas oleh nitrogen.


Pembahasan

Jadi, kalor yang dilepaskan untuk mencairkan gas tersebut adalah 200 J.