fisikaonline

Melayani siapa saja untuk belajar fisika kapan saja dan dimana saja

40 Latihan Soal Suhu dan Kalor untuk Menghadapi Ulangan Harian (UH), Ulangan Akhir Semester (UAS), dan Ujian Sekolah (US)

Sahabat fisioner, untuk lebih memahami materi fisika serta untuk mempersiapkan diri untuk menghadapi ulangan harian (UH), ulangan akhir semester (UAS), ujian sekolah (US), seleksi nasional masuk perguruan tinggi negeri (SNMPTN), berikut akan diberikan contoh soal beserta tips dan trik pembahasannya. Bagaimana sudah siap? Ayo kita mulai!

Topik: Suhu dan kalor

suhu dan kalor
suhu dan kalor

Soal-soal

1.    Suatu benda menyerap energi sebesar 104 J sehingga suhu benda itu naik 25oC. Berapakah kalor jenis benda jika massanya 5 kg?

Penyelesaian:

Diketahui:          

        = 104 J

Δt        = 25oC

        = 5 kg

Dit: = ....?

Jawab:     

 

Jadi, kalor jenis benda adalah 80 J/kg0C

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.     Hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 2 kg air dari 10oC menjadi 60oC (kalor jenis air = 4200 J/kgoC)!

Penyelesaian:

Diketahui:

m         = 2 kg

Δt        = (60 – 10) oC = 50oC

C         = 4200 J/kgoC

Ditanyakan: Q         = ....?

Jawab:

                 Q = m . c . Δt = 2 . 4200 . 50 = 420 000 J = 420 kJ   

 Jadi, banyaknya kalor yang diperlukan adalah 420 kJ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.        Hitunglah banyaknya kalor yang dilepaskan jika 5 kg air didinginkan dari suhu 10oC menjadi 0oC!

Penyelesaian:

Diketahui:

        = 5 kg

Δt        = (0 – 10) oC = -10oC

         = 4200 J/kgoC

Ditanyakan: Q = ....?

Jawab:

                 Q = m . c . Δt = 5 . 4200 . (-10) = 210 000 J = 210 kJ

 Jadi, banyaknya kalor yang dilepaskan adalah 210 kJ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4.   Suatu zat massanya 200 gram memiliki kapasitas panas 3 . 104 J/oC. Kemudian zat dipanaskan sehingga suhunya naik dari 50oC menjadi 100oC. Berapa kalor yang diserap benda dan kalor jenis benda itu?

Penyelesaian:

Diketahui:

        = 200 g = 0,2 kg

        = 3 . 104 J/oC

Δt        = (100 – 50) oC = 50oC

 Ditanyakan: 

= ....?

= ....?

Jawab:

Jadi, kalor yang diserap adalah 105 dan kalor jenisnya adalah 15x104 J/kg0C

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5.   Dalam kalorimeter yang kapasitas kalornya 1000 J/oC dimasukkan 100 gram air (c air = 4200 J/kgoC). Pada mulanya suhu air dalam kalorimeter 30oC. Selanjutnya ke dalam kalorimeter dimasukkan 100 gram tembaga yang kalor jenisnya 390 J/kgoC dan bersuhu 80oC. Berapa suhu akhir campuran itu?

Penyelesaian:

Diketahui:

Ck        = 1000 J/oC

ma        = 100 g = 0,1 kg

air         = 4200 J/kgoC

tk          = ta = 30oC

mt        = 100 g = 0,1 kg

          = 390 J/kgoC

tt          = 80oC

Ditanyakan: tcp = ....?

Jawab:

 

Jadi suhu akhiir campurran adalah 31,340C

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

6.      Sebuah botol yang kapasitas kalornya diabaikan berisi 150 gram air bersuhu 278 K. Ke dalam botol itu dimasukkan 800 gram logam yang suhunya 353 K. Setelah seimbang suhu akhir campuran itu 300 K. Berapakah kalor jenis logam itu jika kalor jenis air diketahui 4,18 . 103 J/kgK?

Penyelesaian:

Diketahui:

ma        = 150 g = 0,15 kg

ta          = 278 K

m          = 800 g = 0,8 kg

tl          = 353 K

tcp         = 300 K

air         = 4,18 . 10 J/kgK

Ditanyakan: cl = ....?

Jawab:     

Jadi, kalor jenis logamnya adalah 325,33 J/kgK

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7.     Jika kalor lebur es adalah 80 kal/g berapakah kalor yang dperlukan untuk melebur 500 gram es pada suhu 0oC agar menjadi seluruhnya menjadi air pada suhu yang sama?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 500 g

Les = 80 kal/g

Ditanyakan: Q = ....?

Jawab:     

Q = m . Les = 500 . 80 = 40.000 kal 

Jadi, kalor yang dperlukan untuk melebur adalah 40.000 kal

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

8.    Berapa jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah 300 gram es pada suhu -5oC agar menjadi uap pada suhu 100oC?


Penyelesaian:

Diketahui:

m = 300 gram

ces = 0,5 kal/g

tes = -5oC

Les = 80 kal/g

cair = 1kal/goC

U = 540 kal/g

tuap = 100oC

Ditanyakan: Qtotal = ....?

Jawab:

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

     Q1 = m . ces . Δt = 300 . 0,5 . (0 – (-5)) = 150 . 5 = 750 kal

     Q2 = m . Les = 300 . 80 = 24.000 kal

     Q3 = m . cair . Δt = 300 . 1 . (100 – 0)  = 30.000 kal

     Q4 = m . U = 300 . 540 = 162.000 kal

            Qtotal = 750 + 24.000  + 30.000  + 162.000 = 216.750 kal

Jadi, jumlah kalor yang diperlukan adalah 216.750 kal 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9.    Batang baja pada suhu 273 K panjangnya 100 cm. Jika koefisien muai panjang baja 1,1 . 10-5/K, berapa panjang baja pada suhu 378 K?

Penyelesaian:

Diketahui:

t1 = 273 K

Lo = 100 cm

α = 1,1. 10-5/K

t2 = 378 K

Ditanyakan: Lt = ....?

Jawab:

Lt = Lo (1 + α .Δt)

Lt = 100 (1 + 1,1 . 10-5 . 105) = 100 (1 + 1,155 . 10-3)

           = 100 (1 + 0,001155 ) = 100,1155 cm

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

10. Pelat besi luasnya 8 m2 dan suhunya 30oC, kemudian dinaikkan suhunya menjadi 100oC. Hitunglah luas pelat tersebut pada suhu 100oC jika koefisien muai panjang besi 1,1 . 10-5/K!

Penyelesaian:

Diketahui:

Ao = 8 m2

t1 = 30oC

t2 = 100oC

α = 1,1. 10-5/K

Ditanyakan: At = ....?

Jawab:     

At = Ao (1 + β .Δt)

At = 8 (1 + 2 . 1,1. 10-5 . 70) = 8 (1 + 0,00154)

            = 8 . 1,00154 = 8,01232 m2

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

11. Sebuah gelas pyrex yang mempunyai volum 300 cm3 pada suhu 20oC berisi penuh dengan air. Koefisien muai panjang pyrex adalah 0,000003/oC dan koefisien muai volum air 0,00021/oC. Berapa cm3 air akan tumpah apabila seluruhnya dipanasi sampai 70oC?

Penyelesaian:

Diketahui:

Vo gelas = Vo air = 300 cm3

t1 = 20oC

α = 0,000003/oC

γ = 0,00021/oC

t2 = 70oC

Ditanyakan:

Volum air yang tumpah = ...?

Jawab:

Vt air = Vo (1 + γ .Δt) = 300 (1 + 0,00021 . 50)

        = 300 + 1,0105 = 303,15 cm3

Vt gelas = Vo (1 + γ .Δt) = 300 (1 + 3 . 0,000003 . 50)

             = 300 . 1,00045 = 300,135  cm3

Volum air yang tumpah = Vt air – V gelas

                                              =  303,15 – 300,135 = 3,015 cm3

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


No comments:

Post a Comment