Mga pananglitan sa pangutana bahin sa kainit ug mga pagbag-o sa estado

15 Contoh soal kalor dan perubahan wujud

Pembahasan Soal Kalor

1. Untuk menaikkan suhu air laut 1°C diperlukan kainit 3900 Joule. Jika piho nga kainit air laut 3,9 × 10³ J/Kg°C, maka massa air laut adalah …

A. 100 kg

B. 10 kg

C. 1 kg

D. 0,1 kg

Panaghisgot

Nasayran nga:

Perubahan suhu (ΔT) = 1^oC

Kalor (Q) = 3900 Joule

Kalor jenis air laut (c) = 3,9 x 10³ J/Kg°C = 3900 J/Kg°C

Nangutana: Massa air laut (m)

Tubag:

Rumus kalor :

Q = mc ΔT

Keterangan : Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu

m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

Jadi massa air laut (m) = 1 kilogram

Ang saktong tubag kay C.

2. Tembaga bermassa 2 kg dengan suhu 30°C. Menerima kalor sebesar 39.000 J. Jika kalor jenis tembaga 390 J/kg °C, maka suhu akhir dari tembaga adalah …

A. 80°C

B. 50°C

C. 30°C

D. 20°C

Panaghisgot

Nasayran nga:

Misa (m) = 2 kg

Inisyal nga temperatura (T₁) = 30^oC

Kalor yang diserap (Q) = 39.000 Joule

Kalor jenis (c) tembaga = 390 J/kg ^oC

Nangutana: Suhu akhir tembaga (T₂)

Tubag:

Rumus kalor :

Q = mc ΔT

Keterangan : Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu

Q = mc ΔT = mc (T₂ - T₁)

39.000 = (2)(390)(T₂ - 30)

100 = (2)(1)(T₂ - 30)

100 = (2)(T₂ - 30)

50 = T₂ - 30

T₂ = 50 + 30

T₂ = 80^oC

Ang saktong tubag kay A.

3. Untuk menaikkan suhu 5 kg air dari 15°C menjadi 40°C diperlukan kalor sebanyak….

(kalor jenis air 4,2 × 10³ J/Kg° C)

A. 525.000 J

B. 420.000 J

C. 150.000 J

D. 21.000 J

Panaghisgot

Nasayran nga:

Misa (m) = 5 kg

Inisyal nga temperatura (T₁) = 15°C

Katapusang temperatura (T₂) = 40°C

Kalor jenis air (c) = 4,2 × 10³ J/kg°C

Nangutana: Kalor (Q)

Tubag:

Rumus Kalor :

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)(4,2 × 10³ J/kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)(4,2 × 10³ J)(25)

Q = 525 x 10³ J

Q = 525.000 Joule

Ang saktong tubag kay A.

4. 2 kg air dari suhu 24°C dipanaskan menjadi 90°C. Jika kalor jenis 4.200 Joule/kg°C, maka kalor yang diterima air adalah …

A. 336.000 Joule

B. 259.200 Joule

C. 554.400 Joule

D. 543.600 Joule

Panaghisgot

Nasayran nga:

Massa air (m) = 2 kg

Inisyal nga temperatura (T₁) = 24°C

Katapusang temperatura (T₂) = 90°C

Kalor jenis air (c) = 4.200 Joule/kg°C

Nangutana: Kalor (Q) yang diterima air adalah….

Tubag:

Kalor :

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)(4.200 Joules/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)(4.200 Joules/kg°C)(66°C)

Q = (132)(4.200 Joules)

Q = 554.400 Joule

Ang saktong tubag kay C.

5. Air massanya 5 gr dipanaskan dari 10°C sampai 40°C. Jika kalor jenis air 1 kal/ gr°C, banyaknya kalor yang diperlukan untuk suhu air adalah …

A. 100 kalori

B. 150 kalori

C. 200 kalori

D. 400 kalori

Panaghisgot

Nasayran nga:

Mass (m) = 5 gramos

Inisyal nga temperatura (T₁) = 10^oC

Katapusang temperatura (T₂) = 40^oC

Kalor jenis air (c) = 1 kal/ gr°C

Nangutana: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air

Tubag:

Rumus kalor :

Q = mc ΔT

Q = (5 gramos)(1 kal/ gr°C)(40^oC - 10^oC)

Q = (5)(1 kal)(30)

Q = 150 kalori

Ang saktong tubag kay B.

6. Bahan penghantar kalor yang paling baik adalah …

A. aluminyo

B. raksa

C. besi

D. kaca

Panaghisgot

Suatu bahan dapat menghantar kalor dengan baik atau tidak bergantung pada jenis bahan tersebut. Besaran fisika yang menyatakan kemampuan suatu bahan dalam menghantar kalor disebut konduktivitas termal. Semakin besar nilai konduktivitas termal, semaki baik kemampuan bahan tersebut dalam menghantar kalor.

Di bawah ini adalah nilai konduktivitas termal beberapa bahan :

Aluminium = 200 J/m s C^o

Besi = 40 J/m s C^o

Raksa = 8,30 J/m s C^o

Kaca = 0,84 J/m s C^o

Berdasarkan data di atas, nilai konduktivitas termal terbesar adalah aluminium.

Ang saktong tubag kay A.

7. Air sebanyak 0,2 kg bersuhu 25^oC dipanaskan dengan kalor sebesar 42.000 Joule. Bila kalor jenis air = 4200 J/kg ^oC, maka besar suhu akhir air adalah…..

A. 100^oC

B. 80^oC

C. 75^oC

D. 50^oC

Panaghisgot

Semua satuan dinyatakan dalam satuan Internasional kecuali satuan suhu tetap menggunakan Celcius karena kalor menggunakan satuan J/kg ^oC.

Nasayran nga:

Massa air (m) = 0,2 kg

Kalor (Q) = 42.000 Joule

Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg ^oC

Inisyal nga temperatura (T₁) = 25^oC

Nangutana: Katapusang temperatura (T₂)

Tubag:

Rumus kalor :

Q = mc ΔT = mc(T₂ - T₁)

Deskripsyon sa pormula:

Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu, T₁ = inisyal nga temperatura, T₂ = suhu akhir

Suhu akhir air adalah :

Q = mc (T₂ - T₁)

42.000 = (0,2)(4200)(T₂ - 25)

42.000 = 840 (T₂ - 25)

42.000 = 840 ka tonelada₂ - 21.000

42.000 + 21.000 = 840 ka tonelada₂

63.000 = 840 ka tonelada₂

T₂ = 63.000/840

T₂ = 75^oC

Ang saktong tubag kay C.

Perubahan Suhu dan Perubahan Wujud

8. Berdasarkan grafik, banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 5 kg air dalam proses dari C ke D (kalor jenis air = 4.200 J/kg ^oC) adalah…

A. 210.000 J

B. 420.000 J

C. 21.000.000 J

D. 42.000.000 J

Panaghisgot

Nasayran nga:

Massa air (m) = 5 kg

Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg ^oC

Inisyal nga temperatura (T₁) = 0 ^oC

Katapusang temperatura (T₂) = 10 ^oC

Perubahan suhu (ΔT) = 10 ^oC - 0 ^oC=10 ^oC

Nangutana: Kalor yang diserap (Q)

Tubag:

Rumus kalor :

Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ^oC)(10 ^oC) = (5)(4200 J)(10) = (50)(4200 J) = 210.000 Joule

Ang saktong tubag kay A.

9. Perhatikan grafik di samping! Besar kalor yang diperlukan untuk mengubah 200 gram es pada proses A ke C, jika kalor jenis es 2100 J/kg ^oC dan kalor lebur es 336.000 J/kg adalah…..

A. 4.200 Joule

B. 67.200 Joule

C. 71.400 Joule

D. 75.600 Joule

Panaghisgot

Nasayran nga:

Semua satuan harus dinyatakan dalam satuan Sistem Internasional

Massa es (m) = 200 gram = 200/1000 kilogram = 0,2 kilogram

Kalor jenis (c) = 2100 J/kg ^oC

Kalor lebur es (L_F) = 336.000 J/kg

Nangutana: Besar kalor yang diperlukan pada proses A ke C

Tubag:

Pada proses A ke B, kalor diserap es untuk menaikkan suhunya dari -10^oAng C mahimong 0^oC.

Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke B dihitung menggunakan rumus kalor :

Q = mc ΔT

Keterangan rumus : Q = kalor yang diserap, m = massa es, c = kalor jenis es, ΔT = perubahan suhu

Jadi banyaknya kalor yang diserap adalah :

Q₁ = mc ΔT = (0,2)(2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Joule

Pada proses B ke C, kalor diserap untuk mencairkan semua es menjadi air. Pada proses ini hanya terjadi perubahan wujud dan tidak terjadi perubahan suhu. Suhu es dan air tetap 0^oC.

Banyaknya kalor yang diserap pada proses B ke C dihitung menggunakan rumus kalor :

Q₂ = m L_F = (0,2 kg)(336.000 J/kg) = 67200 Joule

Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke C :

Q = Q₁ +Q₂ = 4200 Joule + 67200 Joule = 71400 Joule

Ang saktong tubag kay C.

10. Perhatikan grafik hasil percobaan berikut!

Bila 2 kg air dipanaskan, dan kalor uap air = 2,27 x 10⁶ J/kg, kalor jenis air = 4.200 J/kg ^oC dan tekanan udara 1 atmosfir, maka jumlah kalor yang diperlukan untuk proses dari B ke C adalah sebesar…

A. 3.360 ka kilojoule

B. 4.540 kiloJoule

C. 4.876 kiloJoule

D. 5.212 kiloJoule

Panaghisgot

Nasayran nga:

Massa air (m) = 2 kg

Kalor uap air (L_V) = 2,27 x 10⁶ J / kg

Kalor jenis air (c) = 4.200 J/kg ^oC

Nangutana: Jumlah kalor yang diserap untuk proses dari B ke C.

Tubag:

Pada proses A ke B, kalor yang diserap air digunakan untuk menaikan suhu air dari 60^oC hangtod 100^oC. Pada tekanan udara 1 atmosfir, suhu air mendidih adalah 100^oC dan setelah mencapai suhu 100^oC air tidak mengalami perubahan suhu lagi tetapi mengalami perubahan wujud cair menjadi gas.

Pada proses B ke C, kalor yang diserap digunakan untuk menguapkan semua air menjadi gas. Banyaknya kalor yang diserap dihitung menggunakan rumus :

Q = m L_V = (2 kg)(2,27 x 10⁶ J/kg) = 4,54 x 10⁶ Joule = 4540 x 10³ Joule = 4540 kilo Joule

Ang saktong tubag kay B.

11.

Perhatikan grafik berikutl
Es yang massanya 50 gram dipanaskan dari -5^oC menjadi air bersuhu 60^oC air. Jika kalor lebur es = 80 kal/gram, kalor jenis es = 0,5 kal/gram ^oC, kalor jenis air = 1 kal/gram ^oC, maka banyaknnya kalor yang diperlukan pada saat proses dari C ke D adalah….

A. 125 kalori
B. 3.000 kalori
C. 4.000 kalori
D. 7.125 kalori

Panaghisgot

Nasayran nga:
Massa es (m es) = 50 gram
Suhu es (T es) = -5 ^oC
Kalor jenis es (c es) = 0,5 kal/gram ^oC
Kalor lebur es (L es) = 80 kal/gram
Suhu air (T air) = 60 ^oC
Kalor jenis air (c air) = 1 kal/gram ^oC
Ditanya : Banyaknya kalor pada proses C ke D
Tubag:

Pada proses A ke B, suhu es berubah dari -5 ^oAng C mahimong 0 ^oC
Pada proses B ke C, semua es berubah menjadi air (wujud padat berubah menjadi wujud cair). Pada proses ini, suhu tidak berubah.
Pada proses C ke D, suhu air berubah dari 0 ^oAng C mahimong 60 ^oC

Kalor yang diperlukan pada proses A ke B :
Q = mc ΔT
Q = (m_es)(c_es)(0 – T_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 kalori
Kalor yang diperlukan pada proses B ke C :
Q = m L
Q = m_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 kalori
Kalor yang diperlukan pada proses C ke D :
Q = mc ΔT
Q = (m_hangin)(c_hangin)(T_hangin - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 kalori

Kalor yang diperlukan pada proses A ke D :
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 kalori

Penulis menghitung jumlah kalor pada semua proses agar anda dapat memahami cara menyelesaikan soal sejenis ini. Yang ditanyakan adalah kalor yang diperlukan pada proses C ke D.

Ang saktong tubag kay B.

12.

Berdasarkan grafik di samping banyaknya kainit yang dibutuhkan 3 kg es dalam proses dari A-B-C adalah… (piho nga kainit es = 2.100 J/kg^oC, kalor lebur es = 336.000 J/kg)

A. 630 kJ
B. 819 kJ
C. 1071 kJ
D. 3276 kJ

Panaghisgot

Grafik di atas menggambarkan proses perubahan wujud es menjadi air.
Pada proses A-B, kalor digunakan untuk menaikan suhu es dari -10^oC hangtod 0^oC.
Q = m c (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 Joule = 63 kJ (kj = kilo Joule)
Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air. Pada proses ini, suhu es tidak mengalami perubahan
Q = m L_F
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses A-B-C adalah :
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
Ang saktong tubag kay C.

13.

Perhatikan grafik pemanasan 500 gram es suhu -10^oC berikut! Jika kalor jenis es 2100 J/kg^oC, kalor jenis air 4.200 J/kg^oC, dan kalor lebur es 336.000 J/kg. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk proses dari B-C-D ?

A. 31.500 J
B. 63.000 J
C. 168.000 J
D. 231.000 J

Panaghisgot
Massa es dinyatakan dalam satuan gram karenanya ubah menjadi satuan kilogram (satuan internasional). 500 gram = 0,5 kg.
Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air
Q = m L_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule
Pada proses C-D, kalor digunakan untuk menaikkan suhu air dari 0^oC hangtod 30^oC
Q = m c (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses B-C-D :
168.000 Joules + 63.000 Joules = 231.000 Joules
Ang saktong tubag kay D.

14.
Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini! Jika kalor jenis es 2.100 J/kg^oC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kg^oC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Panaghisgot
Pada proses P-Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5^oC hangtod 0^oC
Q = m c (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 Joule
Pada proses Q-R, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air
Q = m L_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses P-Q-R adalah :
10.500 Joules + 336.000 Joules = 346.500 Joules
Ang saktong tubag kay D.

15. Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini!

Kon piho nga kainit es 2.100 J/kg^oC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kg^oC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…

A. 10.500 J

B. 21.000 J

C. 336.000 J

D. 346.500 J

Panaghisgot

Nasayran nga:

Massa es = 1 kg

Kalor lebur es (L_F) = 336.000 J/kg

Kalor jenis es (c es) = 2.100 J/kg^oC

Kalor jenis air (c air) = 4.200 J/kg^oC

Nangutana: Kalor yang diperlukan pada proses P-Q-R

Tubag:

Pada proses P ke Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5^oAng C mahimong 0^oC. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m c ΔT, di mana Q = kalor, m = massa es, c = kalor jenis es, ΔT = perubahan suhu dari -5^oC hangtod 0^oC.

Kalor yang diperlukan pada proses P ke Q :

Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Joule

Pada proses Q ke R, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air. Pada proses ini, suhu tidak berubah. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m L_F, di mana Q = kalor, m = massa es, L_F = kalor lebur es.

Kalor yang diperlukan pada proses Q ke R :

Q = m L_F = (1)(336.000) = 336.000 ka Joule

Kalor total :

10500 + 336.000 = 346.500 Joule

Ang saktong tubag kay D.

Tinubdan sa pangutana:

Mga Pangutana sa Nasyonal nga Eksamin sa Siyensiya para sa Junior High School/Islamic Junior High School