15 Contoh soal kalor dan perubahan wujud
Pembahasan Soal Kalor
1. Untuk menaikkan suhu air laut 1°C diperlukan гармӣ 3900 Joule. Jika гармии мушаххас air laut 3,9 × 103 J/Kg°C, maka massa air laut adalah …
А. 100 кг
Б. 10 кг
C. 1 кг
D. 0,1 кг
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Perubahan suhu (ΔТ) = 1oC
Kalor (Q) = 3900 Joule
Kalor jenis air laut (c) = 3,9 x 103 J/Kg°C = 3900 J/Kg°C
Пурсида шуд: Massa air laut (m)
Ҷавоб:
Формулаи гармӣ:
Keterangan : Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu
м = Q / c ΔТ = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1
Jadi massa air laut (m) = 1 kilogram
Ҷавоби дуруст C аст.
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 …
А. 80°C
Б. 50°C
C. 30°C
D. 20°C
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Вазн (м) = 2 кг
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 30oC
Kalor yang diserap (Q) = 39.000 Joule
Kalor jenis (c) tembaga = 390 J/kg oC
Пурсида шуд: Suhu akhir tembaga (T2)
Ҷавоб:
Формулаи гармӣ:
Q = mc ΔТ
Keterangan : Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu
Q = mc ΔT = mc (T2 - Т.1)
39.000 = (2)(390)(Т)2 - 30)
100 = (2)(1)(T)2 - 30)
100 = (2)(T)2 - 30)
50 = Т2 - 30
T2 = 80oC
Ҷавоби дуруст А аст.
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)
А. 525.000 Ҷ
Б. 420.000 Ҷ
C. 150.000 J
D. 21.000 J
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Вазн (м) = 5 кг
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 15°C
Ҳарорати ниҳоӣ (T)2) = 40°C
Kalor jenis air (c) = 4,2 × 103 Ҷ/кг°C
Пурсида шуд: Гармӣ (Q)
Ҷавоб:
Rumus Kalor :
Q = mc ΔТ
Q = (5 кг)(4,2 × 103 Ҷ/кг°C) (40°C – 15°C)
Q= (5)(4,2 × 103 Ҷ)(25)
Q = 525.000 Ҷоул
Ҷавоби дуруст А аст.
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 …
А. 336.000 Ҷоул
Б. 259.200 Ҷоул
C. 554.400 Ҷоул
D. 543.600 Ҷоул
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Массаи об (м) = 2 кг
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 24°C
Ҳарорати ниҳоӣ (T)2) = 90°C
Kalor jenis air (c) = 4.200 Joule/kg°C
Пурсида шуд: Kalor (Q) yang diterima air adalah….
Ҷавоб:
Kalor :
Q = м c ΔТ
Q = (2 кг)(4.200 Ҷоул/кг°C) (90°C – 24°C)
Q = (2 кг)(4.200 Ҷоул/кг°C)(66°C)
Q = (132)((4.200 Ҷоул)
Q = 554.400 Ҷоул
Ҷавоби дуруст C аст.
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 …
А. 100 калория
B. 150 калория
C. 200 калория
D. 400 калория
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Вазн (м) = 5 грамм
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 10oC
Ҳарорати ниҳоӣ (T)2) = 40oC
Kalor jenis air (c) = 1 kal/ gr°C
Пурсида шуд: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air
Ҷавоб:
Формулаи гармӣ:
Q = mc ΔТ
Q = (5 грамм)(1 kal/ gr°C)(40oC - 10oC)
Q= (5)(1 kal)(30)
Q = 150 калория
Ҷавоби дуруст Б аст.
6. Bahan penghantar kalor yang paling baik adalah …
А. алюминий
B. raksa
C. besi
D. kaca
Пембахасан
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 :
Besi = 40 J/m s Co
Kaca = 0,84 J/m s Co
Berdasarkan data di atas, nilai konduktivitas termal terbesar adalah aluminium.
Ҷавоби дуруст А аст.
7. Air sebanyak 0,2 kg bersuhu 25oC dipanaskan dengan kalor sebesar 42.000 Joule. Bila kalor jenis air = 4200 J/kg oC, maka besar suhu akhir air adalah…..
B. 80oC
C. 75oC
D. 50oC
Пембахасан
Semua satuan dinyatakan dalam satuan Internasional kecuali satuan suhu tetap menggunakan Celcius karena kalor menggunakan satuan J/kg oC.
Маълум аст, ки:
Массаи об (м) = 0,2 кг
Kalor (Q) = 42.000 Joule
Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg oC
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 25oC
Пурсида шуд: Ҳарорати ниҳоӣ (T)2)
Ҷавоб:
Формулаи гармӣ:
Q = mc ΔT = mc (T2 - Т.1)
Тавсифи формула:
Q = kalor, m = massa, c = kalor jenis, ΔT = perubahan suhu, T1 = ҳарорати ибтидоӣ, Т2 = suhu akhir
Suhu akhir air adalah :
Q = mc (T)2 - Т.1)
42.000 = (0,2)(4200)(T)2 - 25)
42.000 = 840 (T2 - 25)
42.000 = 840 Т2 - 21.000
42.000 + 21.000 = 840 Т2
63.000 = 840 Т2
T2 = 75oC
Ҷавоби дуруст C аст.
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…
А. 210.000 Ҷ
Б. 420.000 Ҷ
C. 21.000.000 J
D. 42.000.000 J
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Массаи об (м) = 5 кг
Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg oC
Ҳарорати ибтидоӣ (T)1) = 0 oC
Ҳарорати ниҳоӣ (T)2) = 10 oC
Perubahan suhu (ΔT) = 10 oC - 0 oC = 10 oC
Пурсида шуд: Kalor yang diserap (Q)
Ҷавоб:
Формулаи гармӣ:
Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg oC)(10 oC) = (5)(4200 J)(10) = (50)(4200 J) = 210.000 Joule
Ҷавоби дуруст А аст.
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…..
А. 4.200 Ҷоул
Б. 67.200 Ҷоул
C. 71.400 Ҷоул
D. 75.600 Ҷоул
Пембахасан
Маълум аст, ки:
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 Ҷ/кг
Пурсида шуд: Besar kalor yang diperlukan pada proses A ke C
Ҷавоб:
Pada proses A ke B, kalor diserap es untuk menaikkan suhunya dari -10oC ба 0 табдил меёбадoC.
Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke B dihitung menggunakan rumus kalor :
Q = mc ΔТ
Keterangan rumus : Q = kalor yang diserap, m = massa es, c = kalor jenis es, ΔT = perubahan suhu
Jadi banyaknya kalor yang diserap adalah :
Q1 = mc 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 = м LF = (0,2 kg)(336.000 J/kg) = 67200 Joule
Banyaknya kalor yang diserap pada proses A ke C :
С = С1 + С2 = 4200 Ҷоул + 67200 Ҷоул = 71400 Ҷоул
Ҷавоби дуруст C аст.
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…
А. 3.360 килоджоул
B. 4.540 kiloJoule
C. 4.876 kiloJoule
D. 5.212 kiloJoule
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Массаи об (м) = 2 кг
Гармии буғи об (л)V) = 2,27 x 106 Ҷ/кг
Kalor jenis air (c) = 4.200 J/kg oC
Пурсида шуд: Jumlah kalor yang diserap untuk proses dari B ke C.
Ҷавоб:
Pada proses A ke B, kalor yang diserap air digunakan untuk menaikan suhu air dari 60oАз C то 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 = м LV = (2 кг)(2,27 x 106 Ҷ/кг) = 4,54 x 106 Ҷоул = 4540 x 103 Joule = 4540 kilo Joule
Ҷавоби дуруст Б аст.
11.
Ба графики зерин диққат диҳед
Ях бо массаи 50 грамм аз -5 гарм карда мешавад.oC ба об дар ҳарорати 60oC об. Агар гармии обшавии ях = 80 кал/грамм, гармии хоси ях = 0,5 кал/грамм oC, гармии мушаххаси об = 1 кал/грамм oC бошад, пас миқдори гармии лозима дар раванди аз C то D ин аст….
А. 125 калория
B. 3.000 калория
C. 4.000 калория
D. 7.125 калория
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Массаи ях (м) = 50 грамм
Ҳарорати ях (T es) = -5 oC
Гармии мушаххаси ях (c es) = 0,5 кал/грамм oC
Гармии обшавии ях (л ях) = 80 кал/грамм
Ҳарорати об (T об) = 60 oC
Гармии мушаххаси об (c об) = 1 кал/грамм oC
Савол: Миқдори гармӣ дар раванди C то D
Ҷавоб:
Дар раванди A то B, ҳарорати ях аз -5 тағйир меёбад. oC ба 0 табдил меёбад oC
Дар раванди B то C, тамоми ях ба об табдил меёбад (ҷисми сахт ба моеъ табдил меёбад). Дар ин раванд, ҳарорат тағйир намеёбад.
Дар раванди C то D, ҳарорати об аз 0 тағйир меёбад. oC ба 60 табдил меёбад oC
Гармии зарурӣ дар раванди A то B:
Q = mc ΔT
Q = (мes)(сes)(0 – Тes)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 калория
Гармии зарурӣ дар раванди B то C:
Q = м L
Q = мes Les
Q = (50)(80) = 4000 калория
Гармии зарурӣ дар раванди C то D:
Q = mc ΔT
Q = (мҳаво)(сҳаво)(Т)ҳаво - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 калория
Гармии зарурӣ дар раванди A то D:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 калория
Муаллиф миқдори гармии лозимиро барои ҳар як раванд ҳисоб мекунад, то ба шумо дар фаҳмидани тарзи ҳалли ин навъи масъала кӯмак расонад. Савол дар он аст, ки гармии лозимӣ барои раванди C то D аст.
Ҷавоби дуруст Б аст.
12.
Berdasarkan grafik di samping banyaknya гармӣ yang dibutuhkan 3 kg es dalam proses dari A-B-C adalah… (гармии мушаххас es = 2.100 J/kgoC, kalor lebur es = 336.000 J/kg)
А. 630 кҶ
B. 819 кҶ
C. 1071 кҶ
D. 3276 кҶ
Пембахасан
Grafik di atas menggambarkan proses perubahan wujud es menjadi air.
Pada proses A-B, kalor digunakan untuk menaikan suhu es dari -10oАз C то 0oC.
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 = м LF
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
Ҷавоби дуруст C аст.
13.
Perhatikan grafik pemanasan 500 gram es suhu -10oC berikut! Jika kalor jenis es 2100 J/kgoC, kalor jenis air 4.200 J/kgoC, dan kalor lebur es 336.000 J/kg. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk proses dari B-C-D ?
А. 31.500 Ҷ
Б. 63.000 Ҷ
C. 168.000 J
D. 231.000 J
Пембахасан
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 = м LF
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule
Pada proses C-D, kalor digunakan untuk menaikkan suhu air dari 0oАз C то 30oC
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 Ҷоул + 63.000 Ҷоул = 231.000 Ҷоул
Ҷавоби дуруст D аст.
14.
Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini! Jika kalor jenis es 2.100 J/kgoC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kgoC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…
А. 10.500 Ҷ
Б. 21.000 Ҷ
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Пембахасан
Pada proses P-Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5oАз C то 0oC
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 = м LF
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses P-Q-R adalah :
10.500 Ҷоул + 336.000 Ҷоул = 346.500 Ҷоул
Ҷавоби дуруст D аст.
15. Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini!
Агар гармии мушаххас es 2.100 J/kgoC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kgoC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…
А. 10.500 Ҷ
Б. 21.000 Ҷ
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Пембахасан
Маълум аст, ки:
Massa es = 1 kg
Kalor lebur es (LF) = 336.000 Ҷ/кг
Kalor jenis es (c es) = 2.100 J/kgoC
Kalor jenis air (c air) = 4.200 J/kgoC
Пурсида шуд: Kalor yang diperlukan pada proses P-Q-R
Ҷавоб:
Pada proses P ke Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5oC ба 0 табдил меёбадoC. Kalor dihitung menggunakan rumus : Q = m c ΔT, di mana Q = kalor, m = massa es, c = kalor jenis es, ΔT = perubahan suhu dari -5oАз C то 0oC.
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 LF, di mana Q = kalor, m = massa es, LF = kalor lebur es.
Kalor yang diperlukan pada proses Q ke R :
Q = м LF = (1)(336.000) = 336.000 Ҷоул
Kalor total :
10500 + 336.000 = 346.500 Ҷоул
Ҷавоби дуруст D аст.
Манбаи савол:
Саволҳои имтиҳони миллии илмҳои мактаби миёна/мактаби миёнаи исломӣ
