درجہ حرارت اور حرارت سے متعلق سوالات کی مثال

15 Contoh soal Suhu dan Kalor

Kalibrasi Termometer

1. Termometer X yang telah ditera menunjukkan angka -30^o pada titik beku air dan 90^o pada titik didih air. Suhu 60^oX sama dengan …

A. 20 ^oC

بی 45 ^oC

C. 50۔ ^oC

D. 75 ^oC

ای 80 ^oC

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Titik beku air pada termometer X = -30^o

Titik didih air pada termometer X = 90^o

پوچھا: 60^oایکس =… ^oC

جواب:

فارن ہائیٹ پیمانے پر پانی کا نقطہ انجماد 32 ہے۔^oF اور پانی کا ابلتا نقطہ 212 ہے۔^oF. نقطہ انجماد اور پانی کے ابلتے نقطہ میں 212 کا فرق ہے۔^o - 32^o 180 =^o.

سیلسیس پیمانے پر پانی کا نقطہ انجماد 0 ہے۔^oC اور پانی کا ابلتا نقطہ 100 ہے۔^oC. نقطہ انجماد اور پانی کے ابلتے نقطہ کے درمیان 100°C کا فرق ہے۔^o - 0^o 100 =^o.

Pada skala X, titik beku air adalah -30^oX dan titik didih air adalah 90^oX. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 90^o (-30^o) = 90۔^o + 30^o 120 =^o.

Ubah skala X ke skala Celcius :

درست جواب ہے D.

توسیع

2. Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80^oC کی لمبائی 115 سینٹی میٹر ہو جاتی ہے۔ اگر دھات کی لکیری توسیع کا گتانک 3.10 ہے۔^{-3 o}C^-1 اور دھات کا ابتدائی درجہ حرارت 30 ہے۔^oC، پھر دھات کی ابتدائی لمبائی ہے….

A. 100 سینٹی میٹر

B. 101,5 سینٹی میٹر

C. 102 سینٹی میٹر

D. 102,5 سینٹی میٹر

E. 103 سینٹی میٹر

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

ابتدائی درجہ حرارت (T₁) = 30۔^oC

آخری درجہ حرارت (T₂) = 80۔^oC

درجہ حرارت کی تبدیلی (ΔT) = 80^oسی - 30^oC = 50۔^oC

دھات کی لکیری توسیع کا گتانک (α) = 3.10^{-3 o}C^-1

دھات کی آخری لمبائی (L) = 115 سینٹی میٹر

پوچھا: دھات کی ابتدائی لمبائی (L_o)

جواب:

لمبائی کی توسیع کا فارمولا:

صحیح جواب ہے A۔

3. ایک پیتل کی چھڑی شروع میں 40 سینٹی میٹر لمبی ہوتی ہے۔ جب 80 درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے۔^oC کی لمبائی 40,04 سینٹی میٹر ہو جاتی ہے۔ اگر پیتل کی لکیری توسیع کا گتانک 2,0 x 10 ہے۔^{-5 o}C^-1 تو پیتل کی چھڑی کا ابتدائی درجہ حرارت ہے….

A. 20 ^oC

بی 22 ^oC

C. 25۔ ^oC

D. 30 ^oC

ای 50 ^oC

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

آخری درجہ حرارت (T₂) = 80۔^oC

ابتدائی لمبائی (L_o) = 40 سینٹی میٹر

آخری لمبائی (L) = 40,04 سینٹی میٹر

لمبائی میں اضافہ (ΔL) = 40,04 سینٹی میٹر – 40 سینٹی میٹر = 0,04 سینٹی میٹر

پیتل کی لکیری توسیع کا گتانک (α) = 2,0 x 10^{-5 o}C^-1

پوچھا: ابتدائی درجہ حرارت (T₁)

جواب:

دھاتی توسیع کا فارمولا:

0,04 = (2,0 x 10۔^-5)(40)(80 – T₁)

0,04 = (80 x 10۔^-5)(80 – T₁)

0,04 = 0,0008 (80 – T₁)

0,04 = 0,064 - 0,0008 T₁

0,0008 ٹی₁ = 0,064 - 0,040

0,0008 ٹی₁ 0,024 =

T₁ 30 =^oC

درست جواب ہے D.

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…

A. 45⁰ C

بی 40⁰ C

C. 35۔⁰ C

D. 30⁰ C

ای 25⁰ C

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

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

پوچھا: Suhu pada sambungan kedua logam

جواب:

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.

صحیح جواب ہے B۔

5. Perhatikan pernyataan berikut!

(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) اور (3)

B. (1) اور (4)

C. (2) اور (4)

D. (3) اور (4)

E. (4) صرف

بحث

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.

صحیح جواب ہے A۔

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 …

A. 84°C

B. 78°C

C. 72°C

D. 70°C

E. 90°C

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Batang PQ mempunyai ukuran yang sama.

Koefisien konduksi termal logam P (k_P) = 2k

Koefisien konduksi termal logam Q (k_Q) = ک

پوچھا: Suhu pada bidang batas P dan Q

جواب:

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.

کوئی صحیح جواب نہیں ہے۔

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

بحث

Kata es menunjukkan air berwujud padat, sedangkan kata air menunjukkan air berwujud cair.

Pada suhu 0^oC 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 0^oC sehingga tidak ada kalor yang dapat diserap es. Dengan demikian, jumlah massa es dalam air tetap.

درست جواب E ہے۔

Asas Black

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 5^oC dan kalor jenis 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

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa bejana besi (m) = 200 gr

Suhu awal bejana besi (T₁) = 20۔^oC

Minyak berada di dalam bejana besi sehingga suhu minyak = suhu bejana besi.

Suhu akhir bejana besi (T₂) = 20۔^oC+5^oC = 25۔^oC

Massa minyak (m) = 100 gram

Kalor jenis minyak (c minyak) = 0,43 kal/g ^oC

Suhu awal minyak (T₁) = 20۔^oC

Minyak berada di dalam bejana sehingga minyak setimbang termal dengan bejana besi. Jadi apabila suhu akhir bejana besi adalah 25^oC maka suhu akhir minyak adalah 25^oC.

Suhu akhir minyak (T₂) = 20۔^oC+5^oC = 25۔^oC

Massa besi (m) = 50 gram

Suhu awal besi (T₁) = 75۔^oC

Besi dicelupkan ke dalam minyak yang berada di dalam bejana karenanya besi setimbang termal dengan minyak dan bejana. Jadi jika suhu akhir bejana adalah 25^oC maka suhu akhir besi adalah 25^oC.

پوچھا: Kalor jenis besi (c besi)

جواب:

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

c = 215/1500

c = 0,143 kal/g ^oC

صحیح جواب ہے A۔

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; c_es = 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

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

Massa air (m_ہوا) = 200 گرام

Suhu air (T_ہوا) = 20۔^oC

Kalor jenis air (c_ہوا) = 1 kal/gr°C

Massa es (m_es) = 50 گرام

Suhu es (T_es) = -2^oC

Kalor jenis es (c_es) = 0,5 kal/gr°C

Kalor lebur air (L) = 80 kal/gr

جواب:

Kalor untuk menaikkan suhu es dari -2^oسی سے 0^oسی:

Q = mc ΔT

Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0^oC - (-2^oج))

Q = (50)(0,5 kal)(2)

Q = 50 kalori

Kalor untuk mencairkan semua es menjadi air :

Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori

Kalor untuk menurunkan suhu semua air dari 20^oسی سے 0^oسی:

Q = mc ΔT

Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0^oسی - (20^oج))

Q = (200)(1 kal)(-20)

Q = -4000 kalori

Tanda positif artinya kalor ditambahkan, tanda negatif artinya kalor dilepaskan.

Kalor untuk menaikkan suhu es ke 0^oC 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 0^oC.

درست جواب C ہے۔

10. Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20^oC dimasukan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80^oC. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g ^oC dan kalor jenis air 1 kal/g ^oC, maka suhu akhir aluminium mendekati…

A. 20^oC

بی 42^oC

C. 62۔^oC

D. 80^oC

ای 100^oC

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa aluminium = 200 gram

Suhu aluminium = 20^oC

Massa air = 100 gram

Suhu air = 80^oC

Kalor jenis aluminium = 0,22 kal/g ^oC

Kalor jenis air = 1 kal/g ^oC

پوچھا : suhu akhir aluminium

جواب :

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)

m_ہوا c (ΔT) = m_{ایلومینیم} c (ΔT)

(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)

(100)(80 – T) = (44)(T – 20)

8000 - 100T = 44T - 880

8000 + 880 = 44T + 100T

8880 = 144T

ٹی = 62^oC

درست جواب C ہے۔

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 ^-1 °C^-1 ). Jika suhu akhirnya 37 °C dan wadah tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logam adalah…

A. 0,15 kal.g ^-1 °C^-1

B. 0,30 kal.g ^-1 °C^-1

C. 1,50 kal.g ^-1 °C^-1

D. 4,8   kal.g ^-1 °C^-1

E. 7,2   kal.g ^-1 °C^-1

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa logam (m_لوگم) = 50 گرام

Suhu logam = 85^oC

Massa air (m_ہوا) = 50 گرام

Suhu air = 29,8^oC

Kalor jenis air (c_ہوا) = 1 kal.g ^-1 °C^-1

Suhu akhir campuran = 37^oC

پوچھا : kalor jenis logam (c logam)

جواب :

Kalor yang dilepas logam bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap air bersuhu lebih rendah (Q serap)

m_لوگم c (ΔT) = m_ہوا c (ΔT)

(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)

(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)

48 c = 7,2

c = 0,15 kal.g ^-1 °C^-1

صحیح جواب ہے A۔

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^{- 1} ° C ^1- dan kalor lebur es 80 kal.g ^1-, maka suhu akhir campuran adalah….

A. 5°C

B. 8°C

C. 11°C

D. 14°C

E. 17°C

بحث

معلوم ہوتا ہے۔ :

Massa es (m_es) = 50 گرام

Suhu es = 0°C

Massa air (m_ہوا) = 200 گرام

Suhu air = 30^oC

Kalor jenis air (c_ہوا) = 1 kal.g^{- 1} ° C ^1-

Kalor lebur es (L_es) = 80 kal.g ^1-

پوچھا : suhu akhir campuran

جواب :

Terlebih dahulu perkirakan keadaan akhir :

Kalor yang dilepaskan oleh air untuk menurunkan suhunya dari 30^oسی سے 0^oسی:

Q_بند = م_ہوا c_ہوا (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000

Kalor yang diperlukan untuk meleburkan semua es :

Q_مزدور = م_es L_es = (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 0^oC.

Asas Black :

Kalor yang dilepas oleh air = kalor untuk meleburkan semua es + kalor untuk menaikan suhu air es

(m_ہوا)(c_ہوا)(ΔT) = (m_es)(ایل_es) + (m_es)(c_ہوا)(ΔT)

(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)

(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)

6000 – 200T = 4000 + 50T – 0

6000 - 4000 = 50T + 200T

2000 = 250T

T = 2000/250

ٹی = 8^oC

صحیح جواب ہے B۔

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
بحث: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).
معلوم ہوتا ہے۔ :
Kalor yang diserap atau dilepas : Q = 140 kalori – 60 kalori = 80 kalori
Massa zat padat : m = 1 gram
پوچھا :
Kalor uap (L_v) zat padat ?
جواب :
Rumus untuk menentukan kalor uap :
Q = m L_v
Keterangan : Q = kalor yang diserap atau dilepaskan, m = massa zat, L_v = kalor uap
L_v = Q / m
L_v = 80 kalori / 1 gram
L_v = 80 kalori/gram
درست جواب C ہے۔

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 جول
B. 5,20 × 10³ جول
C. 2,00 × 10⁶ جول
D. 2,26 × 10⁶ جول
E. 4,40 × 10⁶ جول

بحث:
معلوم ہوتا ہے۔ :
Kalor uap atau kalor didih (L_v) = 2.256 x 10³ J/kg
Kalor jenis air (c) = 4200 J/kg K
Massa uap (m) = 1 kg
پوچھا :
Kalor yang dilepas (Q) ?
جواب :
Q = m L_v
Q = (1 kg)(2.256 x 10³ J/kg)
Q = 2256 x 10³ جول
Q = 2,256 x 10⁶ جول
درست جواب ہے D.

15. Banyaknya kalor yang diserap untuk menaikan suhu air bermassa 2 kg dari -2 ^oسی سے 10 ^oC adalah… Kalor jenis air = 4.200 J/kg C^o, kalor jenis es = 2.100 J/kg C^o, kalor lebur air (L_F) = 334.000 J/kg
A. 760.400 J
B. 750.000 J
C. 668.000 J
D. 600.000 J
E. 540.000 J
بحث:
معلوم ہوتا ہے۔ :
Massa (m) air = 2 kg
Suhu (T) awal = -2 ^oC
Suhu (T) akhir = 10 ^oC
Kalor jenis es (c es) = 2100 J/kg C^o
Kalor jenis air (c air) = 4200 J/kg C^o
Kalor lebur air (L_F) = 334.000 J/kg
پوچھا :
Kalor yang diserap (Q) ?
جواب :
Perubahan suhu dari -2 ^oسی سے 10 ^oC dilalui melalui beberapa tahap.
Tahap 1, suhu es meningkat dari -2 ^oسی سے 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 ^oسی سے 10 ^oC)
Jadi dari suhu -2 ^oسی سے 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 ^oسی سے 10 ^oC.
Q₁ = (m)(c es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg C^o)(0 ^oC - (-2 ^oC)) = (2)(2100 J)(2) = 8400 J
Q₂ = (m)(L_F) = (2 kg)(334.000 J/kg) = 668.000 J
Q₃ = (m)(c air)(delta T) = (2 kg)(4200 J/kg C^o)(10 ^oسی - 0 ^oC)) = (2)(4200 J)(10) = 84000 J
Kalor yang diserap :
Q = Q₁ + سوال₂ + سوال₃
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 جول
صحیح جواب ہے A۔

سوال کا ذریعہ:

سینئر ہائی اسکول/ووکیشنل ہائی اسکول کے لیے قومی امتحانی طبیعیات کے سوالات