Dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam konteks ilmiah maupun teknis, kita sering berhadapan dengan fenomena pencampuran dua atau lebih benda dengan suhu yang berbeda. Sebuah pertanyaan yang menarik muncul: “Jika 30 gram air yang suhunya 0°C dicampur dengan 20 gram air yang suhunya 75°C, suhu akhir campuran tersebut adalah berapa?” Dalam artikel ini, kita akan mengupas lebih jauh untuk menemukan jawaban dari pertanyaan tersebut.
Dalam hal ini, kita menghadapi konsep yang dikenal sebagai hukum pemindahan panas, yang menyatakan bahwa energi panas selalu berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin sampai kedua benda mencapai suhu yang sama atau mencapai kesetimbangan termal. Dalam kasus ini, panas akan berpindah dari air yang suhunya 75°C (lebih panas) ke air yang suhunya 0°C (lebih dingin).
Untuk menghitung suhu akhir dari campuran tersebut, kita dapat menggunakan prinsip konservasi energi. Menurut prinsip ini, total energi panas sebelum pencampuran harus sama dengan total energi panas setelah pencampuran. Dalam konteks ini, kita bisa menggunakan rumus:
m1*c*T1 + m2*c*T2 = (m1+m2)*c*TcDi mana m1 dan m2 adalah massa air dalam gram, c adalah kalor jenis air (1 cal/g°C), T1 dan T2 adalah suhu awal air dalam °C, dan Tc adalah suhu akhir (campuran) yang kita cari.
Jadi, kita bisa menggantikan nilai-nilai yang kita punya ke dalam rumus dan menyelesaikan persamaan untuk mencari Tc:
30g*1 cal/g°C*0°C + 20g*1 cal/g°C*75°C = (30g+20g)*1 cal/g°C*Tc0 cal + 1500 cal = 50g*1 cal/g°C*TcSolving the equation gives us:
Tc = 1500 cal / (50 g*1 cal/g°C)Tc = 30 °CJadi, suhu akhir dari campuran 30 gram air suhu 0°C dan 20 gram air suhu 75°C adalah 30°C. Penting untuk dicatat bahwa hasil ini didasarkan pada asumsi bahwa tidak ada energi panas yang hilang ke lingkungan sekitar selama pencampuran, yang dalam praktiknya mungkin tidak selalu berlaku.
