Air terjun yang jatuh memiliki energi potensial dan energi ini bisa digunakan sebagai sumber kalor untuk memanaskan air.
Perubahan energi inilah yang dipakai untuk menghitung kenaikan suhu air.
Kita pecah dulu soalnya..
Mulai dari energi yang dihasilkan oleh air terjun.
Energi air terjun (potensial)
Diketahui :
Energi yang dimiliki oleh benda yang jatuh adalah energi potensial.
W = mgh
Perubahan energi inilah yang dipakai untuk menghitung kenaikan suhu air.
Soal :
1. Air terjun menumpahkan air 100 kg per sekon dari ketinggian 10 meter. Jika seluruh energi itu digunakan untuk menaikkan air 20 kg selama 30 detik, berapakah kenaikan suhu yang terjadi?
1. Air terjun menumpahkan air 100 kg per sekon dari ketinggian 10 meter. Jika seluruh energi itu digunakan untuk menaikkan air 20 kg selama 30 detik, berapakah kenaikan suhu yang terjadi?
Kita pecah dulu soalnya..
Mulai dari energi yang dihasilkan oleh air terjun.
Energi air terjun (potensial)
Diketahui :
- Massa air yang jatuh (m) = 100 kg/s
- Ketinggian air terjun (h) = 10 m
- Waktu (t) = 30 detik
Gunakan energi potensial
Energi yang dimiliki oleh benda yang jatuh adalah energi potensial.
W = mgh
- m = 100kg/s
- g = 10 m/s² (percepatan gravitasi nilainya selalu tetap)
- h = 10 m
W = 100 kg/s × 10 m/s² × 10 m
W = 10.000 J/s
Mencari total energi selama 30 detik
Ingat bahwa → massa air yang jatuh adalah 100 kg per sekon, sehingga menghasilkan energi 10.000 Joule per sekon.
Diketahui :
Energi potensial = Kalor
Ternyata air terjun menumpahkan energi 300.000 Joule selama 30 detik. Ini adalah hasil perhitungan dari energi potensial.
Kalornya bagaimana?
Kalor (Q) adalah energi panas, energi yang digunakan untuk menaikkan suhu air.
Sehingga kita mendapatkan :
Q = W
Q = 300.000 Joule
Mencari kenaikan suhu
Kalor (Q) sudah ditemukan dan sekarang kita bisa menghitung berapa besar kenaikan suhu yang terjadi..
Q = mc∆t
Q = m × c × ∆t
300.000 = 20 × 4200 × ∆t
300.000 = 84.000 × ∆t
W = 10.000 J/s
Mencari total energi selama 30 detik
Ingat bahwa → massa air yang jatuh adalah 100 kg per sekon, sehingga menghasilkan energi 10.000 Joule per sekon.
Diketahui :
- t = 30 sekon
Dengan diketahui waktu, kita bisa menghitung total energi yang diperoleh selama 30 sekon tersebut. Sehingga :
W = 10.000 J/s × 30 s
W = 300.000 J
Energi potensial = Kalor
Ternyata air terjun menumpahkan energi 300.000 Joule selama 30 detik. Ini adalah hasil perhitungan dari energi potensial.
Kalornya bagaimana?
Kalor (Q) adalah energi panas, energi yang digunakan untuk menaikkan suhu air.
Karena energi potensial digunakan untuk menaikkan suhu air, maka energi potensial inilah yang sama dengan kalor (panas) yang digunakan.
Sehingga kita mendapatkan :
Q = W
Q = 300.000 Joule
Mencari kenaikan suhu
Kalor (Q) sudah ditemukan dan sekarang kita bisa menghitung berapa besar kenaikan suhu yang terjadi..
Q = mc∆t
- m = massa air = 20 kg
- c = kalor jenis air = 4200 J/kg.⁰C
- ∆t = kenaikan suhu
- Q = 300.000 J
Untuk kalor jenis air (c), nilainya selalu tetap, yaitu 4200 J/kg.⁰C. Sehingga harus dihafalkan jika tidak diketahui pada soal.
Q = m × c × ∆t
300.000 = 20 × 4200 × ∆t
300.000 = 84.000 × ∆t
- Untuk mendapatkan ∆t, bagi 300.000 dengan 84.000
∆t = 300.000 ÷ 84.000
∆t = 3,57⁰C
Nah, itulah kenaikan suhu yang terjadi.
Yaitu 3,57⁰C.
Baca juga :
Post a Comment for "Air terjun menumpahkan 100 kg air per sekon. Berapa kenaikan suhu air yang bermassa 20 kg selama 30 detik?"