Soal Fisika SMA kelas 1 tentang Kalor dan pembahasannya

Berikut ini soal fisika SMA kelas 1 tentang kalor dan pembahasannya:

Di bawah ini adalah contoh-contoh soal tentang kalor dan pembahasannya. Jika kalian belum begitu paham tentang materi tersebut silahkan baca dulu Rumus Menghitung Banyaknya Kalor untuk Mengubah Suhu atau Wujud Zat. Apabila kalian sudah menguasai materi kalor silahkan langsung kerjakan soal latihan berikut. Jika ada pertanyaan jangan ragu untuk bertanya di kolom komentar.

1. Suhu sebuah benda 60^oC nyatakan suhu benda tersebut dalam derajat Reamur dan derajat Fahrenheit.

Jawab :

a. C: R = 5: 4

60: R = 5: 4

5 R = 240

R = 48^oR

Jadi 60oC = 48^oR

b. C: (F – 32) = 5: 9

60: (F – 32) = 5: 9

5(F – 32) = 540

5F – 160 = 540

5F = 700

F = 140

Jadi 60^oC = 140^oF

2. Air sebanyak 6 kg bersuhu 25 ^oC dipanaskan hingga bersuhu 75 ^oC. Jika kalor

jenis air 4.200 J/kg^oC, tentukan kalor yang diserap air tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

m = 6 kg,

c = 4200 J/kg^oC,

Δt = (75-25)^oC = 25 ^oC

Ditanyakan: Q = ... ?

Jawab:

Q = m.c. Δt = 6 kg × 4.200 J/kg^oC × 50 ^oC = 1.260.000 J = 1.260 kJ

3. Sepotong logam yang memiliki massa 5 kg, dipanaskan dari suhu 40° C hingga 200° C. Jika kalor yang diserap oleh logam sebesar 250 kJ. Tentukan kapasitas kalor dan kalor jenis logam tersebut?

Jawab:

4. Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah 6 gram es pada suhu 0° C menjadi uap air pada suhu 100° C? (cair = 4,2 J/k °C, KL = 336 J/g, dan KU = 2.260 J/g)

Jawab:

Q1 Proses Lebur

Q1 = m x KL = 6 × 336 = 2.016 J

Q2 Proses menaikkan suhu

Q2 = m xc_air x ∆T

= 6 × 4,2 × 100

= 2.520 J

Q3 Proses penguapan

Q1 = m x Ku

= 6 × 2.260

= 13.520 J

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3

= 2.016 + 2.520 + 13.520

= 18.056 J

Jadi, kalor yang dibutuhkan sebesar 18.056 J

5. Sebanyak 200 g air yang bersuhu 100° C di tuangkan ke dalam bejana dari aluminium yang memiliki massa 0,8 kg. Jika suhu awal bejana sebesar 25° C, kalor jenis aluminium 900 J/kg °C, dan kalor jenis air 4.200 J/kg °C, maka tentukan suhu kesetimbangan yang tercapai! (asumsikan tidak ada kalor yang mengalir ke lingkungan)

Q _lepas = Q _terima

m × c_air × ∆T _air = m × c_Bejana× ∆T _Bejana

0,2 × 4.200 × (100 – T_akhir ) = 0,8 × 900 × (T_akhir– 25)

84.000 – 840 T_akhir = 720 T_akhir – 18.000

1.560 T_akhir = 102.000

T_akhir= 102.000/1.560

T_akhir= 65,38 °C

Jadi suhu pada kesetimbangan adalah 65,38 °C

6. Sebuah benda yang terbuat dari besi memiliki panjang 60 m. Berapakah pertambahan panjang besi itu, jika dipanaskan dari suhu 20°C menjadi 140°C? (a = 12 × 10-6 °C-1 )

Jawab:

∆L =L1x a x ∆T

= 60 × 12 × 10^-6 × 120

= 0,0864 m

Jadi, pertambahan panjang besi tersebut sebesar 0,0864 m.

7. Pada suhu 25° C sebuah pelat besi luasnya 80 m². Apabila suhunya dinaikkan menjadi 105° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan luas pelat besi tersebut!

A_T= A₀ (1 +b x ∆T)

= 80(1 + 0,000024 × 80)

= 80(1 + 0,00192)

= 80 × 1,00192

= 80,1536 m²

Jadi, luas pelat besi setelah dipanaskan adalah 80,1536 m².

8. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm³ diisi penuh dengan air pada suhu 20^oC. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100^oC. Jika a tembaga = 1,8 . 10^-5/^oC dan g air = 4,4 .10^-4/^oC, hitung berapa volume air yang tumpah?

Jawab:

Menghitung volume bejana (tembaga) setelah dipanaskan:

V_T = Vo (1 + 3a. ∆T)

V_T = 100 (1 + 5,4 . 10^-5 . 80)

V_T = 100,432 cm³

Menghitung volume air setelah dipanaskan:

V_T = Vo (1 + g . ∆T)

V_T = 100 (1 + 4,4 . 10^-4 . 80)

V_T = 103,52 cm³

V air yang tumpah = V_T air – V_T tembaga

= 103,52 – 100,432

= 3,088 cm³