Tanya jawab soal dan jawaban

200 gram air kopi yang bersuhu 72°C hendak dicampur dengan air susu bersuhu 24°C. Bila massa air susu adalah setengah dari massa air kopi maka suhu campuran air kopi susu pada keadaan setimbang termal adalah…(kalor jenis air kopi = kalor jenis air susu)

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 56°C

Diketahui:
mk = 200 gram = 0,2 kg
ms = 1/2 mk = 100 gram = 0,1 kg
Tk = 72°C
Ts = 24°C
ck = cs

Ditanya : T

Jawab:
Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan Asas Black yaitu jumlah kalor yang diserap oleh zat yang bersuhu lebih rendah akan sama dengan jumlah kalor yang lepas oleh zat yang bersuhu lebih tinggi untuk memperoleh kesetimbangan termal. Maka:
Qserap = Qlepas
ms.cs.(T – Ts) = mk.ck.(Tk-T)
Dengan:
mk = massa kopi (kg)
ms = massa susu (kg)
T = suhu kesetimbangan (°C)
Ts = suhu susu (°C)
Tk = suhu kopi (°C)
cs = kalor jenis susu (J/kg°C)
ck = kalor jenis kopi (J/kg°C)

Maka:
0,1.cs.(T-24) = 0,2.ck.(72 – T)
Karena cs = ck
0,1(T – 24) = 0,2(72 – T)
(T – 24) = 2(72 – T)
T – 24 = 144 – 2T
T + 2T = 144 + 24
3T = 168
T = 56°C

Jadi, suhu pada keadaan setimbangnya adalah 56°C