15 Contoh soal Suhu dan Kalor
Kalibrasi Termometer
1. Termometer X yang telah ditera menunjukkan angka -30o pada titik beku air dan 90o pada titik didih air. Suhu 60oX sama dengan …
А. КСНУМКС oC
Б. КСНУМКС oC
Ц. КСНУМКС oC
Д. КСНУМКС oC
Е. 80 oC
Пембахасан
Познато је да:
Titik beku air pada termometer X = -30o
Titik didih air pada termometer X = 90o
Питао/ла: 60oX = ….. oC
Јаваб :
Pada skala Fahrenheit, titik beku air adalah 32oF dan titik didih air adalah 212oF. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 212o - КСНУМКСo = КСНУМКСo.
Pada skala Celcius titik beku air adalah 0oC, а тачка кључања воде је 100oC. Постоји разлика од 100°C између тачке смрзавања и тачке кључања воде.o - КСНУМКСo = КСНУМКСo.
Pada skala X, titik beku air adalah -30oX dan titik didih air adalah 90oX. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 90o – (-30o) = КСНУМКСo + КСНУМКСo = КСНУМКСo.
Ubah skala X ke skala Celcius :
Тачан одговор је Д.
Пемуајан
2. Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1 dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah….
А. 100 цм
Б. 101,5 цм
Ц. 102 цм
д.102,5цм
Е. 103 цм
Пембахасан
Познато је да:
Почетна температура (T1) = КСНУМКСoC
Коначна температура (T2) = КСНУМКСoC
Perubahan suhu (ΔT) = 80oЦ - 30oЦ = КСНУМКСoC
Koefisien muai panjang logam (α) = 3.10-3 oC-1
Panjang akhir logam (L) = 115 cm
Питао/ла: Panjang logam mula-mula (Lo)
Јаваб :
Rumus pemuaian panjang :
Тачан одговор је А.
3. Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 x 10-5 oC-1 maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah….
А. КСНУМКС oC
Б. КСНУМКС oC
Ц. КСНУМКС oC
Д. КСНУМКС oC
Е. 50 oC
Пембахасан
Познато је да:
Коначна температура (T2) = КСНУМКСoC
Panjang awal (Lo) = 40 цм
Panjang akhir (L) = 40,04 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koefisien muai panjang kuningan (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Питао/ла: Почетна температура (T1)
Јаваб :
Rumus pemuaian logam :
0,04 = (2,0 к 10-5)(40)(80 – Т1)
0,04 = (80 к 10-5)(80 – Т1)
0,04 = 0,0008 (80 – Т1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 Т1
КСНУМКС Т1 = КСНУМКС - КСНУМКС
КСНУМКС Т1 = КСНУМКС
T1 = КСНУМКСoC
Тачан одговор је Д.
Perpindahan Kalor Secara Konduksi
4. Batang logam yang sama ukurannya, tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar di samping ini. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah…
А. КСНУМКС0 C
Б. КСНУМКС0 C
Ц. КСНУМКС0 C
Д. КСНУМКС0 C
Е. 250 C
Пембахасан
Познато је да:
Ukuran batang sama
Konduktivitas termal logam I = 4k
Konduktivitas termal logam II = k
Suhu ujung logam I = 500 C
Suhu ujung logam II = 00 C
Питао/ла: Suhu pada sambungan kedua logam
Јаваб :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan.
Тачан одговор је Б.
5. Обратите пажњу на следећу изјаву!
(1) Konduktivitas logam
(2) Perbedaan suhu ujung-ujung logam
(3) Panjang logam
(4) Massa logam
Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah…
A. (1), (2) dan (3)
Б. (1) и (4)
Ц. (2) и (4)
Д. (3) и (4)
E. (4) saja
Пембахасан
Berdasarkan rumus laju perpindahan kalor secara konduksi, faktor-faktor yang menentukan laju perpindahan kalor adalah konduktivitas logam (k), perbedaan suhu ujung-ujung logam (T) dan panjang logam (l). Massa logam tidak berpengaruh.
Тачан одговор је А.
6. Dua buah batang PQ dengan ukuran yang sama, tetapi jenis logam berbeda dilekatkan seperti gambar di bawah ini. Jika koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang batas P dan Q adalah …
А. 84°Ц
Б. 78°Ц
Ц. 72°Ц
Д. 70°Ц
E. 90°C
Пембахасан
Познато је да:
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama.
Koefisien konduksi termal logam P (kP) = 2k
Koefisien konduksi termal logam Q (kQ) = k
Питао/ла: Suhu pada bidang batas P dan Q
Јаваб :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama sehingga A dan l dilenyapkan dari persamaan.
Не постоји тачан одговор.
Perubahan Wujud
7. 1 kg es pada suhu 0 oC dicampur dengan 0,5 kg air pada suhu 0 oC, maka …
A. sebagian air membeku
B. sebagian es mencair
C. semua es mencair
D. semua air membeku
E. jumlah massa es dalam air tetap
Пембахасан
Kata es menunjukkan air berwujud padat, sedangkan kata air menunjukkan air berwujud cair.
На температури од 0oC es mengalami perubahan wujud padat menjadi cair. Agar wujudnya berubah maka harus ada kalor yang diserap oleh es. Es dicampur dengan air sehingga es seharusnya menyerap kalor dari air. Walaupun demikian, suhu air juga 0oC sehingga tidak ada kalor yang dapat diserap es. Dengan demikian, jumlah massa es dalam air tetap.
Тачан одговор је Е.
Црни принцип
8. Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20 oC. Di dalam bejana dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75 oC. Bila suhu bejana naik 5oC dan специфична топлота minyak = 0,43 kal/g oC, maka kalor jenis besi adalah …
A. 0,143 kal/g oC
B. 0,098 kal/g oC
C. 0,084 kal/g oC
D. 0,075 kal/g oC
E. 0,064 kal/g oC
Пембахасан
Познато је да:
Massa bejana besi (m) = 200 gr
Suhu awal bejana besi (T1) = КСНУМКСoC
Minyak berada di dalam bejana besi sehingga suhu minyak = suhu bejana besi.
Suhu akhir bejana besi (T2) = КСНУМКСoЦ+5oЦ = КСНУМКСoC
Massa minyak (m) = 100 gram
Kalor jenis minyak (c minyak) = 0,43 kal/g oC
Suhu awal minyak (T1) = КСНУМКСoC
Minyak berada di dalam bejana sehingga minyak setimbang termal dengan bejana besi. Jadi apabila suhu akhir bejana besi adalah 25oC maka suhu akhir minyak adalah 25oC.
Suhu akhir minyak (T2) = КСНУМКСoЦ+5oЦ = КСНУМКСoC
Massa besi (m) = 50 gram
Suhu awal besi (T1) = КСНУМКСoC
Besi dicelupkan ke dalam minyak yang berada di dalam bejana karenanya besi setimbang termal dengan minyak dan bejana. Jadi jika suhu akhir bejana adalah 25oC maka suhu akhir besi adalah 25oC.
Питао/ла: Kalor jenis besi (c besi)
Јаваб :
Kalor yang dilepaskan oleh besi :
Q = m c ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalori
Kalor yang diserap oleh bejana besi :
Q = m c ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalori
Kalor yang diserap oleh minyak :
Q = m c ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalori
Asas Black menyatakan bahwa di dalam sistem tertutup terisolasi, kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi diserap oleh benda bersuhu rendah.
Q lepas = Q serap
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
ц = 215/1500
c = 0,143 kal/g oC
Тачан одговор је А.
9. Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh… (c air = 1 kal/gr°C; ces = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)
A. seluruh es mencair dan suhunya di atas 0°C
B. seluruh es mencair dan suhunya 0°C
C. tidak seluruh es mencair dan suhunya 0°C
D. suhu seluruh sistem di bawah 0°C
E. sebagian air membeku dan suhu sistem 0°C
Пембахасан
Познато је да:
Massa air (mваздух) = 200 грама
Suhu air (Tваздух) = КСНУМКСoC
Kalor jenis air (cваздух) = 1 kal/gr°C
Massa es (mes) = 50 грама
Suhu es (Tes) = -2oC
Kalor jenis es (ces) = 0,5 kal/gr°C
Kalor lebur air (L) = 80 kal/gr
Јаваб :
Kalor untuk menaikkan suhu es dari -2oЦ до 0oВС:
К = мц ΔТ
Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0oЦ – (-2oЦ))
Q = (50)(0,5 kal)(2)
Q = 50 калорија
Kalor untuk mencairkan semua es menjadi air :
Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori
Kalor untuk menurunkan suhu semua air dari 20oЦ до 0oВС:
К = мц ΔТ
Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0oЦ – (20oЦ))
Q = (200)(1 kal)(-20)
Q = -4000 kalori
Tanda positif artinya kalor ditambahkan, tanda negatif artinya kalor dilepaskan.
Kalor untuk menaikkan suhu es ke 0oC adalah 50 kalori dan kalor untuk mencairkan semua es adalah 4000 kalori. Jadi kalor total untuk mencairkan semua es adalah 4050 kalori. Kalor yang tersedia adalah kalor yang dilepaskan air sebanyak 4000 kalori.
Dapat disimpulkan bahwa kalor yang tersedia tidak cukup untuk mencairkan semua es menjadi air. Sebagian besar es telah mencair menjadi air tetapi sebagian kecil belum mencair. Air dan sisa es ini berada pada suhu 0oC.
Тачан одговор је Ц.
10. Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20oC dimasukan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80oC. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g oC dan kalor jenis air 1 kal/g oC, maka suhu akhir aluminium mendekati…
А. КСНУМКСoC
Б. КСНУМКСoC
Ц. КСНУМКСoC
Д. КСНУМКСoC
Е. 100oC
Пембахасан
познато је :
Massa aluminium = 200 gram
Suhu aluminium = 20oC
Massa air = 100 gram
Температура воде = 80oC
Kalor jenis aluminium = 0,22 kal/g oC
Kalor jenis air = 1 kal/g oC
Питао : suhu akhir aluminium
Јаваб :
Aluminium berada di dalam air sehingga suhu akhir aluminium = suhu akhir air.
Kalor yang dilepas air bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap aluminium bersuhu lebih rendah (Q serap)
mваздух c (ΔT) = mалуминијум ц (ΔТ)
(100)(1)(80 – Т) = (200)(0,22)(Т – 20)
(100)(80 – Т) = (44)(Т – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144Т
Т = 62oC
Тачан одговор је Ц.
11. Sepotong uang logam bermassa 50 g bersuhu 85 °C dicelupkan ke dalam 50 g air bersuhu 29,8 °C (kalor jenis air = 1 kal.g -КСНУМКС .°Ц-КСНУМКС ). Jika suhu akhirnya 37 °C dan wadah tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logam adalah…
A. 0,15 kal.g -1 .°Ц-1
B. 0,30 kal.g -1 .°Ц-1
C. 1,50 kal.g -1 .°Ц-1
D. 4,8 kal.g -1 .°Ц-1
E. 7,2 kal.g -1 .°Ц-1
Пембахасан
познато је :
Massa logam (mпријавите се) = 50 грама
Suhu logam = 85oC
Massa air (mваздух) = 50 грама
Температура воде = 29,8oC
Kalor jenis air (cваздух) = 1 kal.g -1 .°Ц-1
Suhu akhir campuran = 37oC
Питао : kalor jenis logam (c logam)
Јаваб :
Kalor yang dilepas logam bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap air bersuhu lebih rendah (Q serap)
mпријавите се c (ΔT) = mваздух ц (ΔТ)
(50)(ц)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(ц)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 ц = 7,2
c = 0,15 kal.g -1 .°Ц-1
Тачан одговор је А.
12. Balok es bermassa 50 gram bersuhu 0°C dicelupkan pada 200 gram air bersuhu 30°C yang diletakkan dalam wadah khusus. Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika kalor jenis air 1 kal.g- КСНУМКС ° Ц -КСНУМКС dan kalor lebur es 80 kal.g -КСНУМКС, maka suhu akhir campuran adalah….
А. 5°Ц
Б. 8°Ц
Ц. 11°Ц
Д. 14°Ц
E. 17°C
Пембахасан
познато је :
Massa es (mes) = 50 грама
Suhu es = 0°C
Massa air (mваздух) = 200 грама
Температура воде = 30oC
Kalor jenis air (cваздух) = 1 kal.g- КСНУМКС ° Ц -КСНУМКС
Топлота топљења леда (Les) = 80 kal.g -КСНУМКС
Питао : suhu akhir campuran
Јаваб :
Terlebih dahulu perkirakan keadaan akhir :
Kalor yang dilepaskan oleh air untuk menurunkan suhunya dari 30oЦ до 0oВС:
Qлепас = мваздух cваздух (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Kalor yang diperlukan untuk meleburkan semua es :
Qlebur = мes Les = (50)(80) = 4000
Kalor yang digunakan untuk meleburkan semua es hanya 4000 sedangkan jumlah kalor yang tersedia adalah 6000. Dapat disimpulkan bahwa suhu akhir campuran berada di atas 0oC.
Црни принцип :
Kalor yang dilepas oleh air = kalor untuk meleburkan semua es + kalor untuk menaikan suhu air es
(mваздух)(цваздух)(ΔT) = (mes)(Лes) + (мes)(цваздух)(ΔT)
(200)(1)(30-Т) = (50)(80) + (50)(1)(Т-0)
(200)(30-Т) = (50)(80) + (50)(Т-0)
6000 – 200Т = 4000 + 50Т – 0
6000 – 4000 = 50Т + 200Т
2000 = 250Т
Т = 2000/250
Т = 8oC
Тачан одговор је Б.
Perubahan wujud zat
13. Grafik di bawah ini menyatakan hubungan antara suhu (T) dengan kalor (Q) yang diberikan pada 1 gram zat padat. Besar kalor uap zat padat tersebut adalah…
A. 60 kalori/gram
B. 70 kalori/gram
C. 80 kalori/gram
D. 90 kalori/gram
E. 100 kalori/gram
Дискусија:
Kalor uap adalah banyaknya kalor yang diserap (atau dilepaskan) oleh 1 gram benda untuk mengubah wujudnya dari cair menjadi gas (atau dari gas menjadi cair).
познато је :
Kalor yang diserap atau dilepas : Q = 140 kalori – 60 kalori = 80 kalori
Massa zat padat : m = 1 gram
Питао :
Kalor uap (Lv) zat padat ?
Јаваб :
Rumus untuk menentukan kalor uap :
Q = m Lv
Keterangan : Q = kalor yang diserap atau dilepaskan, m = massa zat, Lv = kalor uap
Lv = Q / m
Lv = 80 kalori / 1 gram
Lv = 80 kalori/gram
Тачан одговор је Ц.
14. Di bawah ini adalah grafik kalor terhadap suhu dari 1 kg uap pada tekanan normal. Kalor didih air 2256 x 103 J/kg dan kalor jenis air 4,2 x 103 J/kg K, maka kalor yang dilepas pada perubahan dari uap menjadi air adalah…
A. 4,50 × 103 Јоуле
B. 5,20 × 103 Јоуле
C. 2,00 × 106 Јоуле
D. 2,26 × 106 Јоуле
E. 4,40 × 106 Јоуле
Дискусија:
познато је :
Kalor uap atau kalor didih (Lv) = 2.256 к 103 Ј/кг
Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg K
Massa uap (m) = 1 kg
Питао :
Kalor yang dilepas (Q) ?
Јаваб :
Q = m Lv
Q = (1 кг)(2.256 x 103 Ј/кг)
Q = 2256 x 103 Јоуле
Q = 2,256 x 106 Јоуле
Тачан одговор је Д.
15. Banyaknya kalor yang diserap untuk menaikan suhu air bermassa 2 kg dari -2 oЦ до 10 oC adalah… Kalor jenis air = 4.200 J/kg Co, kalor jenis es = 2.100 J/kg Co, kalor lebur air (LF) = 334.000 Ј/кг
А. 760.400 Ј
Б. 750.000 Ј
C. 668.000 J
Д. 600.000 Ј
E. 540.000 J
Дискусија:
познато је :
Massa (m) air = 2 kg
Suhu (T) awal = -2 oC
Suhu (T) akhir = 10 oC
Kalor jenis es (c es) = 2100 J/kg Co
Kalor jenis air (c air) = 4200 J/kg Co
Kalor lebur air (LF) = 334.000 Ј/кг
Питао :
Kalor yang diserap (Q) ?
Јаваб :
Perubahan suhu dari -2 oЦ до 10 oC dilalui melalui beberapa tahap.
Tahap 1, suhu es meningkat dari -2 oЦ до 0 oC (kenaikan suhu es berhenti pada suhu titik beku air yakni 0 oC)
Tahap 2, semua es mencair (wujud padat berubah menjadi wujud cair pada suhu titik beku air yakni 0 oC)
Tahap 3, suhu air meningkat lagi dari 0 oЦ до 10 oC)
Jadi dari suhu -2 oЦ до 0 oC, air masih dalam wujud padat. Pada suhu 0 oC, terjadi perubahan wujud padat menjadi cair. Setelah wujud padat berubah menjadi wujud cair, suhu air meningkat lagi dari 0 oЦ до 10 oC.
Q1 = (m)(c es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg Co) (0 oЦ – (-2 oC)) = (2)(2100 J)(2) = 8400 J
Q2 = (m)(LF) = (2 kg)(334.000 J/kg) = 668.000 J
Q3 = (m)(c air)(delta T) = (2 kg)(4200 J/kg Co) (10 oЦ - 0 oC)) = (2)(4200 J)(10) = 84000 J
Kalor yang diserap :
Q = Q1 + К2 + К3
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 џула
Тачан одговор је А.
Извор питања:
Питања из физике за национални испит за средњу школу/стручну средњу школу
