Seorang tukang pembuat pisau menerima pesanan untuk membuat pisau golok menggunakan bahan dari baja. Sepotong batang baja dengan massa 200 gram dipanaskan sampai suhunya mencapai 90⁰C, kemudian dengan segera batang tersebut  dimasukkan ke dalam suatu bejana berisi setengah liter air pada suhu 20⁰C. Batang baja tersebut kemudian dibentuk menjadi sebuah sabit. Apabila pertukaran kalor terhadap lingkungan sekitar dan kalor yang diserap bejana dapat diabaikan, cobalah bantu tukang pembuat pisau menganalisis suhu akhir campuran baja dan air tersebut! Kalor jenis baja 450 J/kg ⁰C, kalor jenis air 4186 J/kg ⁰C, massa jenis air 1000kg/m³

Penyelesaian:

Visualisasi Masalah,menunjukkan bukti pemahaman konsep

Terdapat dua jenis benda yang terlibat dalam pertukaran kalor, yaitu air 20⁰C dan baja 90⁰C.

Volume air, V _air = 0,5 liter = 0,0005 m³

Massa jenis air, = 1000kg/m³

Maka massa air, m_air = V _air = 1000kg/m³ ×  0,0005 m³ = 0,5 kg

Massa baja, m_baja = 200 gram = 0,2 kg

c_air = 4186 J/kg ⁰C

c_baja = 450 J/kg ⁰C

Ditanyakan:

Suhu campuran (T_C) (⁰C)?

Deskripsi Fisika

Jawab:

Kesesuaian persamaan dengan deskripsi

Perencanaan:

-      Menentukan yang menerima dan melepas kalor, di mana dalam kasus ini air akan menerima kalor dan baja akan melepas kalor dengan persamaan umum

-      Menerapkan asas Black , untuk menentukan suhu akhir campuran.

Rencana solusi yang masuk akal

Dengan menerapkan Asas Black di mana yang menerima kalor adalah air dan yang melepas adalah baja, maka diperoleh:

Perkembangan logika

Jadi suhu akhir campuran air dan baja tersebut adalah 23⁰C.