තාපය සහ තත්වයේ වෙනස්කම් පිළිබඳ උදාහරණ ප්‍රශ්න

15 Contoh soal kalor dan perubahan wujud

Pembahasan Soal Kalor

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

අ. කිලෝග්‍රෑම් 100 යි

ආ. කිලෝග්‍රෑම් 10

සී. කිලෝග්‍රෑම් 1

ඩී. කිලෝග්‍රෑම් 0,1 යි

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

Perubahan suhu (Δටී) = 1^oC

Kalor (Q) = 3900 Joule

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

ඇසුවා: Massa air laut (m)

පිළිතුර :

Rumus kalor :

Q = mc ΔT

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

m = Q / ඇ Δටී = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

Jadi massa air laut (m) = 1 kilogram

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

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 …

අ. 80°C

ආ. 50°C

සී. 30°C

ආ. 20°C

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

ස්කන්ධය (මීටර්) = 2 kg

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 30^oC

Kalor yang diserap (Q) = 39.000 Joule

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

ඇසුවා: Suhu akhir tembaga (T₂)

පිළිතුර :

Rumus kalor :

Q = mc .T

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

Q = mc ΔT = mc (T₂ - ටී₁)

39.000 = (2)(390)(ටී₂ - 30)

100 = (2)(1)(ටී₂ - 30)

100 = (2)(ටී₂ - 30)

50 = ටී₂ - 30

T₂ = 50 + 30

T₂ = 80^oC

නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

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)

ඒ. 525.000 ජේ

බී. 420.000 ජේ

සී. 150.000 ජේ

ඩී. 21.000 ජේ

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

ස්කන්ධය (මීටර්) = 5 kg

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 15°C

අවසාන උෂ්ණත්වය (T₂) = 40°C

Kalor jenis air (c) = 4,2 × 10³ ජේ/කිලෝග්‍රෑම්°C

ඇසුවා: Kalor (Q)

පිළිතුර :

Rumus Kalor :

Q = mc .T

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

Q= (5)(4,2 × 10³ ජේ)(25)

Q = 525 x 10³ J

Q = 525.000 ජූල්

නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

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 …

ඒ. 336.000 ජූල්

බී. 259.200 ජූල්

සී. 554.400 ජූල්

ඩී. ජූල් 543.600

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

Massa air (m) = 2 kg

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 24°C

අවසාන උෂ්ණත්වය (T₂) = 90°C

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

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

පිළිතුර :

Kalor :

Q = මීටර් c .T

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

Q = (කිලෝග්‍රෑම් 2)(ජූල් 4.200/kg°C)(66°C)

Q = (132)(ජූල් 4.200)

Q = 554.400 ජූල්

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

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

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

Massa (m) = 5 gram

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 10^oC

අවසාන උෂ්ණත්වය (T₂) = 40^oC

Kalor jenis air (c) = 1 kal/ gr°C

ඇසුවා: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air

පිළිතුර :

Rumus kalor :

Q = mc .T

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

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

Q = කැලරි 150

නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

6. Bahan penghantar kalor yang paling baik adalah …

A. alumunium

B. raksa

C. besi

D. kaca

සාකච්ඡා

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.

නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

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

සාකච්ඡා

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

දන්නා කරුණ නම්:

Massa air (m) = 0,2 kg

Kalor (Q) = 42.000 Joule

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

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 25^oC

ඇසුවා: අවසාන උෂ්ණත්වය (T₂)

පිළිතුර :

Rumus kalor :

Q = mc ΔT = mc (T₂ - ටී₁)

සූත්‍ර විස්තරය:

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

Suhu akhir air adalah :

Q = mc (T)₂ - ටී₁)

42.000 = (0,2)(4200)(ටී₂ - 25)

42.000 = 840 (ටී₂ - 25)

42.000 = ට 840₂ - 21.000

42.000 + 21.000 = ට 840₂

63.000 = ට 840₂

T₂ = 63.000/840

T₂ = 75^oC

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

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…

ඒ. 210.000 ජේ

බී. 420.000 ජේ

සී. 21.000.000 ජේ

ඩී. 42.000.000 ජේ

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

Massa air (m) = 5 kg

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

ආරම්භක උෂ්ණත්වය (T₁) = 0 ^oC

අවසාන උෂ්ණත්වය (T₂) = 10 ^oC

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

ඇසුවා: Kalor yang diserap (Q)

පිළිතුර :

Rumus kalor :

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

නිවැරදි පිළිතුර A වේ.

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…..

ඒ. 4.200 ජූල්

බී. 67.200 ජූල්

සී. 71.400 ජූල්

ඩී. ජූල් 75.600

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

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

අයිස් විලයනයේ තාපය (L_F) = 336.000 J/kg

ඇසුවා: Besar kalor yang diperlukan pada proses A ke C

පිළිතුර :

Pada proses A ke B, kalor diserap es untuk menaikkan suhunya dari -10^oC 0 බවට පත්වේ^oC.

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

Q = mc .T

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

Jadi banyaknya kalor yang diserap adalah :

Q₁ = එම්සී 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 = එම් L_F = (0,2 kg)(336.000 J/kg) = 67200 Joule

Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke C :

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

නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

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…

අ. කිලෝජූල් 3.360 යි

B. 4.540 kiloJoule

C. 4.876 kiloJoule

D. 5.212 kiloJoule

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

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

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

පිළිතුර :

Pada proses A ke B, kalor yang diserap air digunakan untuk menaikan suhu air dari 60^oසී සිට 100 දක්වා^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 = මීටර් එල්_V = (කිලෝග්‍රෑම් 2)(2,27 x 10⁶ ජේ/කිලෝග්‍රෑම්) = 4,54 x 10⁶ ජූල් = 4540 x 10³ Joule = 4540 kilo ජූල්

නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

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

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:
Massa es (m es) = 50 gram
අයිස් උෂ්ණත්වය (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
පිළිතුර :

Pada proses A ke B, suhu es berubah dari -5 ^oC 0 බවට පත්වේ ^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 ^oC 60 බවට පත්වේ ^oC

Kalor yang diperlukan pada proses A ke B :
Q = mc ΔT
Q = (m_es)(ඇ_es)(0 – ටී_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 kalori
Kalor yang diperlukan pada proses B ke C :
Q = මීටර් එල්
Q = මීටර්_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 kalori
Kalor yang diperlukan pada proses C ke D :
Q = mc ΔT
Q = (m_{ගුවන්})(ඇ_{ගුවන්})(ටී_{ගුවන්} - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 kalori

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

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.

නිවැරදි පිළිතුර B වේ.

12.

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

අ. 630 කි.ජූ.
ආ. 819 කි.ජූ.
සී. 1071 කි.ජූ.
ඩී. 3276 කි.ජූ.

සාකච්ඡා

Grafik di atas menggambarkan proses perubahan wujud es menjadi air.
Pada proses A-B, kalor digunakan untuk menaikan suhu es dari -10^oසී සිට 0 දක්වා^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 = මීටර් එල්_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
නිවැරදි පිළිතුර C වේ.

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 ?

ඒ. 31.500 ජේ
බී. 63.000 ජේ
සී. 168.000 ජේ
ඩී. 231.000 ජේ

සාකච්ඡා
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 = මීටර් එල්_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule
Pada proses C-D, kalor digunakan untuk menaikkan suhu air dari 0^oසී සිට 30 දක්වා^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 Joule + 63.000 Joule = 231.000 Joule
නිවැරදි පිළිතුර D වේ.

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…
ඒ. 10.500 ජේ
බී. 21.000 ජේ
සී. 336.000 ජේ
ඩී. 346.500 ජේ
සාකච්ඡා
Pada proses P-Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5^oසී සිට 0 දක්වා^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 = මීටර් එල්_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses P-Q-R adalah :
10.500 Joule + 336.000 Joule = 346.500 Joule
නිවැරදි පිළිතුර D වේ.

15. Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini!

නම් නිශ්චිත තාපය 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…

ඒ. 10.500 ජේ

බී. 21.000 ජේ

සී. 336.000 ජේ

ඩී. 346.500 ජේ

සාකච්ඡා

දන්නා කරුණ නම්:

අයිස් ස්කන්ධය = 1 kg

අයිස් විලයනයේ තාපය (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

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

පිළිතුර :

Pada proses P ke Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5^oC 0 බවට පත්වේ^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^oසී සිට 0 දක්වා^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 = මීටර් එල්_F = (1)(336.000) = ජූල් 336.000

Kalor total :

10500 + 336.000 = ජූල් 346.500

නිවැරදි පිළිතුර D වේ.

ප්‍රශ්න මූලාශ්‍රය:

කනිෂ්ඨ උසස් පාසල/ඉස්ලාමීය කනිෂ්ඨ උසස් පාසල විද්‍යා ජාතික විභාග ප්‍රශ්න