Suatu ketel listrik yang menghasilkan 150 J/s digunakan untuk memanaskan 1.500 cm 3 air. Jika kalor jenis air 4.200 J/kg°C dan massa jenis air 1.000 kg/m 3 , selang waktu yang diperlukan ketel untuk menaikkan suhu air sebesar 25°C adalah ....

Diketahui:

P = 150 J/s

V = 1.500 cm³ = 1,5 x 10^-3 m³

c = 4.200 J/kg°C

ρ = 1.000 kg/m³

ΔT = 25°C 

Ditanya: t = ? 

Pembahasan:

Hubungan daya dengan kalor :

                                                                      $$P=\frac{Q}{t}$$

Kalor yang diterima atau dibebaskan dari suatu benda dapat dihitung dengan persamaan:

 

dimana massa benda dapat dihitung dengan persamaan:

                                                                      $$m=\rho \cdot V$$

1. Menentukan massa air (m): 

                     $$\begin{gathered} m=\rho \cdot V \\ m=\left(1000\right)\left(1,5\times 10^{-3}\right) \\ m=\left(10^3\right)\left(1,5\times 10^{-3}\right) \\ m=1,5\mathrm{kg} \end{gathered}$$

 

2. Menentukan kalor yang diterima (Q):

                                                                     $$\begin{gathered} Q=mc△T \\ Q=\left(1,5\right)\left(4.200\right)\left(25\right) \\ Q=\left(6.300\right)\left(25\right) \\ Q=157.500J \end{gathered}$$

 

3. Menentukan waktu yang diperlukan (t):

                         $$\begin{gathered} P=\frac{Q}{t} \\ t=\frac{Q}{P}=\frac{157.500}{150} \\ t=1050s \\ t=\frac{1050}{60}menit \\ t=17\mathrm{menit}30\mathrm{sekon} \end{gathered}$$     

Dengan demikian waktu untuk menaikkan suhu air tersebut adalah 17 menit 30 sekon.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.