Konsep Kalor dan Kalorimetri

1. Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 7,35 g air dari 21,0 ke 98,0 C? (Asumsikan kalor spesifik air adalah 4,18 J dalam kisaran suhu tersebut.)

Penyelesaian :Kalor spesifik adalah kapasitas kalor dari 1,00 g air :

Kapasitas kalor sistem (7,35 g air) adalah 7,35 g air x = 30,7

Perubahan suhu yang diperlukan dalam sisem adalah (98,0 -21,0) = 77, 0

Kalor yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu ini adalah 30,7 x 77, 0 = 2,36 x JSumberPetrucci, Ralph H. dkk. 2008. Kimia Dasar Prinsip Prinsip & Aplikasi Modern. Jakarta: Erlangga. Halaman 225

2. Diketahui:(a). Sebanyak 150,0 g sampel timbal dipanaskan sampai suhu didih air (100,0C).(b) Sebanyak 50,0 g sampel air ditambahkan ke gelas piala kedap termal dan suhunya diketahui 22,0C.(c) Timbal panas dibenamkan ke air dingin dan suhu akhir campuran timbal air adalah 28,8C.Gunakan data yang disajikan untuk menghitung kalor spesifik timbal.

Penyelesaian:Hitung = 50,0 g air x x (28,8 22,0) C = 1,4 x J

= - = - 1,4 x J =150,0 g timbal x kalor spesifik timbal x (28,8 100,0)C = -1,4xJKalor spesifik timbal = = = 0,13 J SumberPetrucci, Ralph H. dkk. 2008. Kimia Dasar Prinsip Prinsip & Aplikasi Modern. Jakarta: Erlangga. Halaman 2263. Pembakaran 1,010 g sukrosa, , dalam kalorimeter bom mengakibatkan suhu naik dari 24,92 menjadi 28,33C. Kapasitas kalor pada rakitan kalorimeter adalah 4,90 Kj/C. (a) Berapa kalor pembakaran sukrosa (dinyatakan dalam kilojoule per mol ? (b) Buktikan klaim produsen gula yang menyatakan bahwa satu sendok teh gula (sekitar 4,8 g) hanya mengandung 19 kalori.Penyelesaian:(a) Hitung = 4,90 kJ/C x (28,33 - 24,92) C = (4,90 x 3,41) k J = 16,7 k J = - = - 16,7 k J

Ini adalah kalor pembakaran dari 1,010 g sampel..Per gram = = - 16,5 k J/g

Per mol = x = - 5, 65 x k J/mol (b) Untuk menetukan kadar kalori sukrosa, kita dapat menggunakan kalor pembakaran per gram sukrosa yang telah ditentukan pada bagian (a), bersama dengan satu faktor untuk mengonversi dari kilojoule ke kilokalori. ( karena 1 kal = 4,184 J, maka 1 kkal = 4,184 k J)?kkal = x x =

1 kalori makanan ( 1 kalori dnegan huruf kapital K) sebenarnya adalah 1000 kal, atau 1 kkal. Jadi, 19 kkal = 19 kalori. Klaim ini dapat dibenarkan

SumberPetrucci, Ralph H. dkk. 2008. Kimia Dasar Prinsip Prinsip & Aplikasi Modern. Jakarta: Erlangga. Halaman 229

4. Sejumlah massa alumunium (c = 0,21 kal/g C) dipanasi hingga suhunya naik sebanyak 57 C. Andai kata jumlah kalor yang sama dihantarkan pada jumlah massa tembaga (c = 0,093 kal/ g C) yang sama pula, berapakah kenaikan suhu terjadi pada tembaga?

Penyelesaian:Karena sama untuk keduanya, kita peroleh,m = m = (57

SumberBueche, Frederick J. 1999. Teori dan Soal Soal Fisika. Jakarta: Erlangga.

5. Dalam sebuah botol termos terdapat 250 g kopi pada suhu 90C. Ditambahkan susu sebanyak 20 g bersuhu 5C.. berapakah suhu campuran? Boleh dimisalkan tidak ada kalor yang terserap botol termos.

Penyelesaian:Air, kopi, dan susu mempunyai nilai c yang sama yaitu 1,00 kal/gBerdasarkan hukum kekekalan energi sehingga dapat ditulis :(perubahan kalor kopi) + (perubahan kalor susu) = 0(cm + (cm = 0

Kalau suhu akhir adalah t, maka = t - 90C = t - 5CSubstitusikan, maka (250 g )( t - 90C) + (20g)( t - 5C) = 0 Atau t = 83,7 SumberBueche, Frederick J. 1999. Teori dan Soal Soal Fisika. Jakarta: Erlangga.6. Perpindahan kalor dari sebuah bola berdiameter 2 m kealiran udara bersuhu 25oC selama interval waktu satu jam adalah 3000 kJ. Berikan estimasi temperatur di permukaan bola jika koefisien perpindahan kalor nya adalah 10 W/m2K.

Pembahasan:Perpindahan kalornya adalah

Temperatur di permukaan dihitung sebesar

Perhatikan bahwa luas permukaan suatu bola adalah

SumberMerle C. Potter dan Craig W. Somerton. 2011. Termodinamika Teknik Edisi Kedua. Jakarta: ErlanggaHalaman 44 No. 3.10.

7. (a) Berapa kalor diperlukan untuk memanaskan air 250 dari suhu 20C menjadi 35C (b) berapa kalor dilepas air kalau air kembali mendingin sampai 20C?Penyelesaian:Karena 250 air massanya 250 g, dan karena = 1,00 kal/ gC maka,(a) = (250 g)(1 kal/g C)(15C) = 3750 kal = 15,7 k J = (250 g)(1 kal/g C)(-15C) = -3750 kal = -15,7 k J

SumberBueche, Frederick J. 1999. Teori dan Soal Soal Fisika. Jakarta: Erlangga.