Asas Black: Rumus, Bunyi, dan Contoh Soal

Pernahkah kamu mencampur air panas dan air dingin ke dalam ember besar agar mendapatkan air hangat untuk mandi? Nah, suhu air yang dicampur tadi bisa diketahui dengan menggunakan rumus asas Black.

Apa itu Asas Black?

Teori ini diperkenalkan seorang ilmuwan ahli kimia-fisika dari Skotlandia bernama Joseph Black. Saat itu, ia melakukan eksperimen dengan mencampurkan dua zat yang bersuhu tinggi dan suhu rendah.

Bunyi asas Black adalah pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah.

Dalam kalimat lain, asas Black berbunyi pada ruang tertutup, jika ada dua benda yang salah satunya berupa cairan dan berbeda suhu diinteraksikan maka akan terjadi serah terima kalor sampai suhu kedua benda sama. Suhu kedua benda bisa sama ketika mencapai kondisi keseimbangan termal.

Artinya, jika ada dua benda yang memiliki suhu berbeda bersentuhan, maka kalor akan mengalir dari yang suhunya tinggi ke suhu yang rendah.

Dari teori di atas dapat diketahui prinsip asas Black yaitu:

• Terjadi aliran atau perpindahan kalor dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah
• Benda bersuhu lebih tinggi melepas kalor
• Perpindahan kalor berhenti jika terjadi keseimbangan termal yaitu suhu kedua benda sama

Rumus Asas Black

Q _lepas = Q _serap

Rumus tersebut menjelaskan bahwa, kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan.

Q lepas dalam rumus di atas berarti kalor yang dilepas suatu zat yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sedangkan Q serap adalah kalor yang diserap oleh suatu zat yang memiliki temperatur lebih rendah.

Adapun Q = m.c.∆T atau Q = m.c.(t2 - t1)

Keterangan:
Q adalah kalor yang dibutuhkan (J).
m adalah massa benda (kg).
c adalah kalor jenis (J/kgC).
(t2-t1) adalah perubahan suhu (C).

Jadi rumus lengkap asas Black adalah:

Q _lepas = Q _serap

m₁.c₁.∆T₁= m₂.c₂.∆T₂
m₁.c₁.(T₁-T_a)=m₂.c₂.(T_a-T₂)

Keterangan:

m₁ = Massa benda dengan suhu lebih tinggi
c₁ = Kalor jenis benda dengan suhu lebih tinggi
T₁ = Temperatur benda dengan suhu lebih tinggi
T_a = Temperatur akhir pencampuran kedua benda
m₂ = Massa benda dengan suhu lebih rendah
c₂ = Kalor jenis benda dengan suhu lebih rendah
T₂ = Temperatur benda dengan suhu lebih rendah

Contoh Soal Asas Black

Mengutip dari buku Rumus Lengkap Fisika SMP oleh Untoro, berikut salah satu contoh soal dengan rumus asas Black beserta penyelesaiannya:

Sepotong aluminium yang massanya 150 gram dan suhunya 85^o C, dimasukkan ke dalam 75 gram air yang suhunya 15^o C. Jika kalor jenis aluminium 0,21 kal/groC dan kalor jenis air 1 kal/gr^oC, berapakah suhu akhir campuran?

Jawab

Diketahui:

m aluminium = 150 gram

t aluminium = 85^o C

c aluminium= 0,21 kal/gr oC

m air = 75 gr

t air = 15^o C

c air = 1 kal/groC

Ditanyakan:

t akhir = ?

Penyelesaian:

Q aluminium = Q air

mAl.cAl.tAl = mair.cair.tair

mAl.cAl.(85-tA)=mair.cair.(tA-15)

150.0,21.(85-tA)=75.1.(tA-15)

2.0,21.(85-tA)=1,1.(tA-15)

0,42.85-0,42.tA=tA-15

35,7-0,42.tA=tA-15

35,7+15=tA+0,42 tA

50,7=1,47 tA

tA= 50,7/1,42= 35,7^o C

Dengan menggunakan rumus asas Black, hasil dari penyelesaian soal di atas adalah 35,7^o C

Video Kemendiktisaintek: Peminat MIPA Itu Menurun Sekarang, Khususnya Fisika

Video Kemendiktisaintek: Peminat MIPA Itu Menurun Sekarang, Khususnya Fisika