Berikut ini soal fisika SMA kelas 1 tentang kalor dan pembahasannya:
1. Suhu sebuah benda 60oC nyatakan suhu benda tersebut dalam derajat Reamur dan derajat Fahrenheit.
Jawab :
a. C: R = 5: 4
60: R = 5: 4
5 R = 240
R = 48oR
Jadi 60oC = 48oR
b. C: (F – 32) = 5: 9
60: (F – 32) = 5: 9
5(F – 32) = 540
5F – 160 = 540
5F = 700
F = 140
Jadi 60oC = 140oF
2. Air sebanyak 6 kg bersuhu 25 oC dipanaskan hingga bersuhu 75 oC. Jika kalor
jenis air 4.200 J/kgoC, tentukan kalor yang diserap air tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
m = 6 kg,
c = 4200 J/kgoC,
Δt = (75-25)oC = 25 oC
Ditanyakan: Q = ... ?
Jawab:
Q = m.c. Δt = 6 kg × 4.200 J/kgoC × 50 oC = 1.260.000 J = 1.260 kJ
3. Sepotong logam yang memiliki massa 5 kg, dipanaskan dari suhu 40° C hingga 200° C. Jika kalor yang diserap oleh logam sebesar 250 kJ. Tentukan kapasitas kalor dan kalor jenis logam tersebut?
Jawab:
4. Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah 6 gram es pada suhu 0° C menjadi uap air pada suhu 100° C? (cair = 4,2 J/k °C, KL = 336 J/g, dan KU = 2.260 J/g)
Jawab:
Q1 Proses Lebur
Q1 = m x KL = 6 × 336 = 2.016 J
Q2 Proses menaikkan suhu
Q2 = m xcair x ∆T
= 6 × 4,2 × 100
= 2.520 J
Q3 Proses penguapan
Q1 = m x Ku
= 6 × 2.260
= 13.520 J
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3
= 2.016 + 2.520 + 13.520
= 18.056 J
Jadi, kalor yang dibutuhkan sebesar 18.056 J
5. Sebanyak 200 g air yang bersuhu 100° C di tuangkan ke dalam bejana dari aluminium yang memiliki massa 0,8 kg. Jika suhu awal bejana sebesar 25° C, kalor jenis aluminium 900 J/kg °C, dan kalor jenis air 4.200 J/kg °C, maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai! (asumsikan tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan)
Q lepas = Q terima
m × cair× ∆T air = m × cBejana × ∆T Bejana
0,2 × 4.200 × (100 – Takhir ) = 0,8 × 900 × (Takhir – 25)
84.000 – 840 Takhir= 720 Takhir – 18.000
1.560 Takhir = 102.000
Takhir = 102.000/1.560
Takhir = 65,38 °C
Jadi suhu pada kesetimbangan adalah 65,38 °C
6. Sebuah benda yang terbuat dari besi memiliki panjang 60 m. Berapakah pertambahan panjang besi itu, jika dipanaskan dari suhu 20°C menjadi 140°C? (a = 12 × 10-6 °C-1 )
Jawab:
∆L =L1x a x ∆T
= 60 × 12 × 10-6× 120
= 0,0864 m
Jadi, pertambahan panjang besi tersebut sebesar 0,0864 m.
7. Pada suhu 25° C sebuah pelat besi luasnya 80 m2. Apabila suhunya dinaikkan menjadi 105° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan luas pelat besi tersebut!
AT= A0(1 +b x ∆T)
= 80(1 + 0,000024 × 80)
= 80(1 + 0,00192)
= 80 × 1,00192
= 80,1536 m2
Jadi, luas pelat besi setelah dipanaskan adalah 80,1536 m2.
8. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 20oC. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100oC. Jika a tembaga = 1,8 . 10-5/oC dan g air = 4,4 .10-4/oC, hitung berapa volume air yang tumpah?
Jawab:
Menghitung volume bejana (tembaga) setelah dipanaskan:
VT = Vo (1 + 3a. ∆T)
VT = 100 (1 + 5,4 . 10-5 . 80)
VT = 100,432 cm3
Menghitung volume air setelah dipanaskan:
VT = Vo (1 + g . ∆T)
VT = 100 (1 + 4,4 . 10-4 . 80)
VT = 103,52 cm3
V air yang tumpah = VT air – VT tembaga
= 103,52 – 100,432
= 3,088 cm3
Jadi V air yang tumpah adalah 3,088 cm3
Tidak ada komentar:
Posting Komentar