jika Ces 38. Sebuah es batu dengan massa setengah kg dan memiliki suhu -40 °C dipanaskan sampai tepat seluruhnya melebur. Kalor yang diperlukan untuk meleburkan es = 0,5 kal/g°C dan kalor lebur es = 80 kal/g adalah ... A. 50 kkal B. 60 kkal C. 550 kkal D. 600 kkal 

Halo pahamifren, kita semua tahu bahwa jika es dipanaskan, maka es tersebut akan mencair. Nah, sebenarnya energi panas atau kalor yang diberikan pada es tersebut tidak langsung digunakan untuk melebur atau mencairkan es. Jika es bersuhu negatif, maka es memerlukan kalor untuk menaikkan suhunya ke titik lebur \(0{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\), baru kemudian perlu energi lagi untuk melebur. Oke pahamifren, berkaitan dengan hal tersebut, pada soal di atas kita diminta untuk menghitung banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburkan es yang bermassa 0,5 kg dan bersuhu \( - 40{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\).

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-21HQJVGKE5G/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 atau es. 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 batu \(m = 0,5\;{\rm{kg}}\; = \;500\;{\rm{g}}\)
•	Suhu awal es batu \({T_1} =  - 40{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\)
•	Suhu akhir es yang telah mencair \({T_2} = 0{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\) (es melebur pada suhu \(0{\;^{\rm{o}}}{\rm{C}}\))
•	Kalor jenis es \(c = 0,5\;{\rm{kal/}}{{\rm{g}}^{\rm{o}}}{\rm{C}}\)
•	Kalor lebur es \(L = 80\;{\rm{kal/g}}\)
Dan yang ditanyakan adalah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es tersebut \(Q = ...?\)

Oke pahamifren, karena suhu es perlu dinaikkan dulu sebelum bisa melebur atau mencair, maka prosesnya adalah seperti grafik A ke C pada gambar di atas. Jadi kalor yang dibutuhkan adalah :
	\[\begin{array}{rl}Q &= {Q_{AB}} + {Q_{BC}}\\ &= m \bullet c \bullet \Delta T + m \bullet L\\ &= m \bullet c \bullet ({T_2} - {T_1})\; + \;m \bullet L\\ &= 500 \bullet 0,5 \bullet (0 - ( - 40))\; + \;500 \bullet 80\\ &= 500 \bullet 0,5 \bullet 40\; + \;500 \bullet 80\\ &= 10.000 + 40.000\\ &= 50.000\;{\rm{kal}}\\&= {\rm{ 50}}\;{\rm{kkal}}\end{array}\]


Pembahasan

Jadi kalor yang dibutuhkan adalah 50 kkal. Jawabannya adalah <b>A</b>.