Latihan Fisika Kelas XII Rangkaian Arus Searah
# 8
Pilgan

Anak kos "Bunda Maia" ingin mendidihkan 1,2 kg air ke dalam panci yang berkapasitas kalor 50 kalori/C^{\circ}\text{C} dengan menggunakan kompor listrik 500 W, 220 V. Jika suhu awal air adalah 28 C28\ ^{\circ}\text{C}, maka waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air hingga 100 C100\ ^{\circ}\text{C} adalah ... menit. (cair=4.200c_{\text{air}}=4.200 J/kg C\ ^{\circ}\text{C}; 1 kalori = 4,2 joule)

A

5,0

B

6,3

C

10,0

D

12,6

E

25,2

Pembahasan:

Diketahui:

Massa air mm = 1,2 kg

Kapasitas kalor panci CpanciC_{\text{panci}} = 50 kalori/ C=(50)(4,2)=210 J/ C\ ^{\circ}\text{C}=\left(50\right)\left(4,2\right)=210\ \text{J/ }^{\circ}\text{C}\rightarrow karena 1 kalori = 4,2 joule

Spesifikasi kompor listrik

Daya kompor listrik PkomporP_{\text{kompor}} = 500 W

Tegangan kompor listrik VV = 220 V

Suhu awal air T1=28 CT_1=28\ ^{\circ}\text{C}

Suhu akhir air T2=100 CT_2=100\ ^{\circ}\text{C}

Kalor jenis air cair=4.200c_{\text{air}}=4.200 J/kg C\ ^{\circ}\text{C}

Ditanya:

Waktu untuk mendidihkan air t=t=?

Dijawab:

Soal merupakan gabungan antara energi listrik dengan kalor. Berdasarkan konsep, energi listrik dirumuskan dengan persamaan berikut.

Elistrik=VItE_{\text{listrik}}=VIt

Dengan P=VIP=VI, maka:

Elistrik=PtE_{\text{listrik}}=Pt

Karena proses mendidihkan air dengan kompor listrik melibatkan perubahan energi listrik menjadi panas, maka:

Elistrik=EkalorE_{\text{listrik}}=E_{\text{kalor}}

Pkomport=m cairΔT+CpanciΔTP_{\text{kompor}}t=m\ c_{\text{air}}\Delta T+C_{\text{panci}}\Delta T

t=(m cairΔT+CpanciΔT)Pkomport=\frac{\left(m\ c_{\text{air}}\Delta T+C_{\text{panci}}\Delta T\right)}{P_{\text{kompor}}}

t=((1,2)(4.200)(10028)+(210)(10028))500t=\frac{\left(\left(1,2\right)\left(4.200\right)\left(100-28\right)+\left(210\right)\left(100-28\right)\right)}{500}

t=362.880+15.120500t=\frac{362.880+15.120}{500}

t=378.000500t=\frac{378.000}{500}

t=756t=756 sekon

t=75660t=\frac{756}{60}

t=12,6t=12,6 menit

Jadi, waktu yang diperlukan untuk mendidihkan air hingga 100 C100\ ^{\circ}\text{C} adalah 12,6 menit.