Formula Haba Perubahan keadaan Pemindahan haba

Contoh soal dan Rumus Kalor Perubahan wujud Perpindahan kalor Asas Black

Haba pelakuran

1. Kalor lebur air adalah 80 kal/gram. Ini berarti….

A. dibutuhkan 80 kalori untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat
B. dibutuhkan 80 kalori untuk mengubah 1 gram air menjadi uap seluruhnya
C. dibutuhkan 80 kalori untuk mempertahankan temperatur 1 gram air
D. dibutuhkan 80 kalori untuk mengubah 1 gram es menjadi air seluruhnya

Perbincangan
Jawapan yang betul ialah D.

Perubahan wujud

2.
Perhatikan grafik hasil suatu percobaan berikut!

Air sebanyak 2 kg bersuhu 60^oC akan diuapkan. Jika kalor uap air 2,27 x 10⁶ J/kg, kalor jenis air 4200 J/(kg ^oC) dan tekanan udara 76 cmHg, maka kalor yang diperlukan untuk proses B-C adalah….

A. 336 kilojoule
B. 4540 kilojoule
C. 4876 kilojoule
D. 5212 kilojoule

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Jisim air (m) = 2 kg
Suhu air (T) = 60^oC
Haba wap air (L_V) = 2,27 x 10⁶ J/kg
Kalor jenis air (c) = 4200 J/(kg ^oC)
Tekanan udara (P) = 76 cmHg
Ditanya : Kalor yang diperlukan untuk proses B-C
Jawapan:
Proses A-B = Air dipanaskan dari suhu 60^oC hingga 100^oC. Pada proses ini, kalor digunakan untuk menaikan suhu air. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m c ΔT
Proses B-C = Air diuapkan. Pada proses ini, kalor tidak digunakan untuk menaikkan suhu tetapi digunakan untuk menguapkan air. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m L_V
Proses C- = Uap dipanaskan. Pada proses ini, kalor digunakan untuk menaikan suhu uap. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m c ΔT.
Jadi jika suhu air berubah maka rumus kalor yang digunakan adalah Q = m c ΔT, apabila wujud air berubah maka rumus kalor yang digunakan adalah Q = m L_V.

Kalor yang diperlukan untuk proses B-C :
Q = mL_V
Q = (2 kg)(2,27 x 10⁶ J/kg)
Q = 4,54 x 10⁶ Joule
Q = 4.540.000 Joule
Q = 4.540 kilojoule
Jawapan yang betul ialah B.

3. Berikut ini adalah kelompok perubahan wujud yang membebaskan kalor :
A. Membeku, mengembun, menyublim
B. Mencair, menguap, menghablur
C. Mencair, menguap, mengembun
D. Membeku, menguap, menyublim
Perbincangan
Secara umum terdapat dua jenis perubahan wujud yakni perubahan wujud yang menyerap kalor dan perubahan wujud yang membebaskan/melepaskan kalor.
Pada perubahan wujud yang menyerap kalor, benda menyerap kalor hingga kalor pada benda bertambah lalu wujud benda berubah. Pada perubahan wujud yang melepaskan kalor, benda melepaskan kalor hingga kalor pada benda berkurang lalu wujud benda berubah.
Jika benda menyerap kalor maka wujud benda berubah dari padat ke cair ke gas.
Jika benda melepaskan kalor maka wujud benda berubah dari gas ke cair ke padat.

Perhatikan jawaban soal di atas.
Membeku = wujud benda berubah dari cair ke padat (melepaskan kalor)
Mengembun = wujud benda berubah dari gas ke cair (melepaskan kalor)
Menyublim = wujud benda berubah dari gas ke padat (melepaskan kalor)
Mencair = wujud benda berubah dari padat ke cair (menyerap kalor)
Menguap = wujud benda berubah dari cair ke gas (menyerap kalor)
Menghablur = wujud benda berubah dari padat ke gas (menyerap kalor)
Jawapan yang betul ialah A.

Perpindahan Kalor

4. Sebuah jendela kaca mempunyai tebal 8 mm dan luas 1 m². Jika temperatur udara di luar 30^oC dan di dalam 20^oC serta konduktivitas termal kaca adalah 0,8 W/m^oC, maka jumlah energi yang melewati kaca selama 1 jam adalah…. mega joule
A. 360
B. 36
C. 6
D. 3,6
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Tebal kaca (l) = 8 mm = 8 / 1000 = 0,008 m
Luas kaca (A) = 1 m²
Perbezaan suhu (ΔT) = 30^oC–20^oC = 10^oC
Konduktivitas termal kaca (k) = 0,8 W/m^oC
Selang waktu (t) = 1 jam = 60 (60 sekon) = 3600 sekon
Ditanya : Jumlah energi yang melewati kaca selama 1 jam
Jawapan:
Formula untuk kadar pemindahan haba melalui konduksi:

Jumlah energi yang melewati kaca selama 1 jam :

Jawapan yang betul ialah D.

5. Sebuah batang logam panjangnya 1 m. Salah satu ujungnya dipanaskan pada suhu tetap 150^oC sementara ujung yang lain dipertahankan pada suhu ruang yaitu 30^oC. Temperatur bagian batang yang berjarak 30 cm dari ujung yang dipanaskan adalah….
A. 36^oC
B. 84^oC
C. 114^oC
D. 125^oC
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Panjang batang logam (l) = 1 meter
Perbezaan suhu (ΔT) = 150^oC–30^oC = 120^oC
Ditanya : Temperatur bagian batang yang berjarak 30 cm dari ujung yang dipanaskan
Jawapan:
Hitung laju perpindahan kalor secara konduksi :

Hitung temperatur bagian batang yang berjarak 30 cm dari ujung yang dipanaskan :
Panjang batang logam (l) = 30 cm = 0,3 meter
Perbedaan suhu (ΔT) = 150–T

Jawapan yang betul ialah C.

Sumber soalan:

Soalan Fizik SBMPTN