Pembahasan soal kalor dan perubahan wujud
1. Soal UN IPA SMP C4-P12 No.5
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
Pembahasan
Diketahui :
Massa air (m) = 5 kg
Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg oC
Suhu awal (T1) = 0 oC
Suhu akhir (T2) = 10 oC
Perubahan suhu (ΔT) = 10 oC – 0 oC = 10 oC
Ditanya : Kalor yang diserap (Q)
Jawab :
Rumus kalor :
Q = m c ΔT = (5 kg)(4200 J/kg oC)(10 oC) = (5)(4200 J)(10) = (50)(4200 J) = 210.000 Joule
Jawaban yang benar adalah A.
2. Soal UN IPA SMP tahun 2010 P16-C4 No. 5 – Perubahan wujud
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
Pembahasan
Diketahui :
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 (LF) = 336.000 J/kg
Ditanya : Besar kalor yang diperlukan pada proses A ke C
Jawab :
Pada proses A ke B, kalor diserap es untuk menaikkan suhunya dari -10oC menjadi 0oC.
Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke B dihitung menggunakan rumus kalor :
Q = m c ΔT
Keterangan rumus : Q = kalor yang diserap, m = massa es, c = kalor jenis es, ΔT = perubahan suhu
Jadi banyaknya kalor yang diserap adalah :
Q1 = m c 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 0oC.
Banyaknya kalor yang diserap pada proses B ke C dihitung menggunakan rumus kalor :
Q2 = m LF = (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
Jawaban yang benar adalah C.
3. Soal UN IPA SMP tahun 2011 No. 9 – Perubahan wujud
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 kiloJoule
B. 4.540 kiloJoule
C. 4.876 kiloJoule
D. 5.212 kiloJoule
Pembahasan
Diketahui :
Massa air (m) = 2 kg
Kalor uap air (LV) = 2,27 x 106 J/kg
Kalor jenis air (c) = 4.200 J/kg oC
Ditanya : Jumlah kalor yang diserap untuk proses dari B ke C.
Jawab :
Pada proses A ke B, kalor yang diserap air digunakan untuk menaikan suhu air dari 60oC sampai 100oC. Pada tekanan udara 1 atmosfir, suhu air mendidih adalah 100oC dan setelah mencapai suhu 100oC 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 LV = (2 kg)(2,27 x 106 J/kg) = 4,54 x 106 Joule = 4540 x 103 Joule = 4540 kilo Joule
Jawaban yang benar adalah B.
