Pembahasan soal kalor

1. EBTANAS-SMP-01-01

Untuk menaikkan suhu air laut 1°C diperlukan kalor 3900 Joule. Jika kalor jenis 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

Pembahasan

Diketahui :

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

Ditanya : Massa air laut (m)

Jawab :

Rumus kalor :

Q = m c 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

Jawaban yang benar adalah C.

2. EBTANAS-SMP-03-06

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

Pembahasan

Diketahui :

Massa (m) = 2 kg

Suhu awal (T₁) = 30^oC

Kalor yang diserap (Q) = 39.000 Joule

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

Ditanya : Suhu akhir tembaga (T₂)

Jawab :

Rumus kalor :

Q = m c ΔT

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

Q = m c ΔT = m c (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

Jawaban yang benar adalah A.

3. EBTANAS-SMP-04-06

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

Pembahasan

Diketahui :

Massa (m) = 5 kg

Suhu awal (T₁) = 15°C

Suhu akhir (T₂) = 40°C

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

Ditanya : Kalor (Q)

Jawab :

Rumus Kalor :

Q = m c 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

Jawaban yang benar adalah A.

4. UAS-05-28

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

Pembahasan

Diketahui :

Massa air (m) = 2 kg

Suhu awal (T₁) = 24°C

Suhu akhir (T₂) = 90°C

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

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

Jawab :

Kalor :

Q = m c ΔT

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

Q = (2 kg)(4.200 Joule/kg°C)(66°C)

Q = (132)(4.200 Joule)

Q = 554.400 Joule

Jawaban yang benar adalah C.

5. UAS-06-09

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

Pembahasan

Diketahui :

Massa (m) = 5 gram

Suhu awal (T₁) = 10^oC

Suhu akhir (T₂) = 40^oC

Kalor jenis air (c) = 1 kal/ gr°C

Ditanya : Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air

Jawab :

Rumus kalor :

Q = m c ΔT

Q = (5 gram)(1 kal/ gr°C)(40^oC – 10^oC)

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

Q = 150 kalori

Jawaban yang benar adalah B.

6. UAS-06-10

Bahan penghantar kalor yang paling baik adalah …

A. alumunium

B. raksa

C. besi

D. kaca

Pembahasan

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.

Jawaban yang benar adalah A.

7. Soal UN IPA SMP tahun 2012 A87 No. 2 – Kalor

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

Pembahasan

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

Diketahui :

Massa air (m) = 0,2 kg

Kalor (Q) = 42.000 Joule

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

Suhu awal (T₁) = 25^oC

Ditanya : Suhu akhir (T₂)

Jawab :

Rumus kalor :

Q = m c ΔT = m c (T₂ – T₁)

Keterangan rumus :

Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu, T₁ = suhu awal, T₂ = suhu akhir

Suhu akhir air adalah :

Q = m c (T₂ – T₁)

42.000 = (0,2)(4200)(T₂ – 25)

42.000 = 840 (T₂ – 25)

42.000 = 840 T₂ – 21.000

42.000 + 21.000 = 840 T₂

63.000 = 840 T₂

T₂ = 63.000 / 840

T₂ = 75^oC

Jawaban yang benar adalah C.