SOAL LOMBA FISIKA (3)

Soal-Soal Fisika/Kalor

Dari Wikibuku bahasa Indonesia, sumber buku teks bebas

< Soal-Soal Fisika

Kalor yang diperlukan/dilepas: Q = m x c x Δt atau Q = H x Δt Nilai air/kapasitas panas: H = m x c Azas Black: kalor yang diterima = kalor yang dikeluarkan Kalor jenis air = 4.200 J/kgK atau 1 kal/g°C Kalor jenis es = kalor jenis uap air = 2.100 J/kgK atau 0,5 kal/g°C Kalor uap air = 540 kal/g atau 2.268.000 J/kg Kalor lebur es = 80 kal/g atau 336.000 J/kg Kalor pembakaran: Q = m x p Melebur/membeku: Q = m x L Menguap/mendidih: Q = m x U

Daftar isi

  [sembunyikan] 

• 1 Kalor jenis
• 2 Kapasitas kalor
• 3 Perubahan wujud oleh kalor
• 4 Asas Black
  • 4.1 Mudah
  • 4.2 Sedang

Kalor jenis

1. Selembar aluminium yang massanya 75 gram dipanaskan dari suhu 10°C menjadi suhu 70°C. Jika kalor jenis aluminium adalah 0,9 Joule/gram°C, berapakah kalor yang diterima aluminium tersebut?
2. Untuk menaikkan suhu 200 gram logam X dari suhu 25°C menjadi 75°C dibutuhkan kalor sebanyak 35 Kilojoule. Berapakah kalor jenis logam X tersebut?
3. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 350 gram besi dari suhu 20°C menjadi 100°C? Kalor jenis besi = 0,11 Kalori/gram°C.
4. Berapakah jumlah kalor yang dilepaskan untuk mendinginkan 200 gram air dari suhu 100°C menjadi suhu 0°C? Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C.
5. Sebuah kubus besi memiliki panjang sisi 10 cm. Jika massa jenis besi adalah 7.860 kg/cm³, kalor jenis besi adalah 0,11 kalori/gram°C, suhu awal besi = -5°C dan suhu akhir besi adalah 55°C, tentukan massa kubus besi tersebut dan tentukan berapakah kalor yang diterima kubus besi tersebut? Nyatakan dalam satuan joule!
6. Untuk menaikkan suhu 150 gram mentega dari suhu 10°C menjadi suhu 40°C dibutuhkan kalor sebanyak 22,5 kilojoule. Berapakah kalor jenis mentega tersebut?
7. Sepotong besi yang mempunyai kalor jenis 0,11 kalori/gram°C dipanaskan dari suhu 15°C menjadi 55°C dan diberikan kalor sebanyak 2.200 kalori. Berapakah massa besi tersebut?
8. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 10 kg es dari suhu -100°C menjadi suhu 0°C?
9. Sebuah lempengan tembaga bermassa 1,2 kg dipanaskan dari suhu 10°C menjadi suhu 100°C. Berapakah kalor yang dibutuhkan lempengan tembaga tersebut? Kalor jenis tembaga = 0,09 kalori/kg°C.
10. Suhu awal aluminium adalah 10°C. Jika kalor jenis aluminium = 0,21 kalori/gram°C, massa aluminium = 50 gram dan kalor yang dibutuhkan aluminium = 6.300 Joule. Berapakah suhu akhir aluminium itu?

Kapasitas kalor

1. Berapakah kapasitas kalor 125 gram air, jika kalor jenis air adalah 4,2 Joule/gram°C?
2. Untuk menaikkan suhu aluminium dari suhu 7,5°C menjadi suhu 37,5°C dibutuhkan kalor sebanyak 36 kilojoule. Berapakah kapasitas kalor aluminium tersebut?
3. Untuk menurunkan suhu tembaga dari suhu 100°C menjadi suhu 10°C dilepaskan kalor sebanyak 2.000 Joule. Jika kalor jenis tembaga adalah 0,09 kalori/gram°C, berapakah massa tembaga tersebut?
4. Sebuah balok aluminium memiliki panjang 15 cm, lebar 10 cm dan tinggi 6 cm. Jika massa jenis aluminium adalah 2.700 kg/cm³ dan kalor jenis balok aluminium adalah 0,9 Joule/gram°C, tentukan massa balok aluminium dan tentukan berapakah kapasitas kalor balok aluminium tersebut.
5. Berapakah kapasitas kalor 1 kg air?
6. Kalor yang dibutuhkan besi adalah 30 Kilojoule dan kapasitas kalornya adalah 1.500 Joule/°C, berapakah suhu besi tersebut?
7. Massa selembar aluminium adalah 20 gram. Jika kapasitas kalor selembar aluminium adalah 1.730 Joule/°C, berapakah kalor jenis aluminium tersebut?
8. Tentukan massa air, jika kapasitas kalor air = 2,1 kilojoule dan kalor jenis air = 4,2 Joule/gram°C.
9. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan 2 kg es dengan kalor lebur es = 334 Joule/gram.

Perubahan wujud oleh kalor

1. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah suhu 900 gram es dari suhu -10°C hingga seluruhnya menjadi air bersuhu 20°C? Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C, kalor jenis es = 0,5 kalori/gram°C, kalor lebur air dan es = 80 kalori/gram.
2. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah 20 gram es bersuhu 0°C menjadi air bersuhu 10°C?
3. Untuk mengubah tembaga bersuhu 30°C menjadi suhu 0°C, dilepaskan kalor sebanyak 900 joule. Berapakah massa tembaga yang terbentuk?
4. Sebuah balok es memiliki panjang 20 cm, lebar 10 cm dan tinggi 2,5 cm, dari suhu -25°C berubah menjadi air bersuhu 25°C. Jika massa jenis es adalah 920 kg/cm³, kalor jenis es = 2,1 Joule/gram°C, kalor jenis air = 4,2 Joule/gram°C dan kalor lebur es dan air adalah 334 Joule/gram, berapakah jumlah kalor yang dibutuhkan zat tersebut?
5. Untuk meleburkan 2 kg emas, diperlukan kalor sebanyak 14,2 megajoule. Berapakah kalor lebur emas tersebut?
6. Jumlah kalor yang diperlukan sebanyak 660 joule digunakan untuk memanaskan 11 gram es yang suhunya adalah 1°C. Jika kalor lebur es adalah 334 Joule/gram, berapakah suhu akhirnya?
7. Sebanyak 40 gram besi bersuhu 1,5°C dipanaskan dengan jumlah kalor 700 joule. Jika kalor lebur besi = 240 Joule/gram, maka apakah bentuk wujud yang terakhir?
8. Sepotong aluminium bermassa 30 gram diuapkan hingga semuanya menjadi uap. Jika kalor uap aluminium adalah 11.390 Joule/gram, berapakah kalor yang diserap oleh aluminium tersebut?
9. Berapakah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 50 gram timah hitam bersuhu 0°C hingga semuanya menjadi uap bersuhu 100°C?
10. Air bermassa 220 gram memiliki suhu 20°C. Tentukan kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan seluruh air tersebut. Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C, kalor uap air = 540 kalori/gram dan titik didih air = 100°C.
11. Sebanyak 10 gram uap air jenuh bersuhu 100°C dialirkan ke dalam sebuah kalorimeter yang berisi 81 gram air dan 10 gram es bersuhu 0°C. Jika massa kalorimeter 100 gram dan kalor jenisnya adalah 0,09 kalori/gram°C, maka berapakah suhu akhirnya?
12. Untuk mengubah es dari suhu 0°C menjadi suhu 100°C dibutuhkan kalor sebanyak 200 kilojoule. Berapakah massa es tersebut?

Asas Black

Mudah

1. Sebatang besi yang massanya 50 gram dan bersuhu 26,3°C dimasukkan ke bejana aluminium bermassa 75 gram dan bersuhu 33,7°C. Jika kalor jenis besi = 0,11 kalori/gram°C dan kalor jenis aluminium = 0,09 kalori/gram°C, maka berapakah suhu akhir dari campuran tersebut?
2. Alkohol yang massanya 50 gram dan suhunya adalah 66,3°C dimasukkan ke dalam air yang massanya adalah 75 gram dan suhunya adalah 21,9°C. Kalor jenis alkohol = 2,4 J/g°C dan kalor jenis air = 4,2 J/g°C. Berapakah suhu akhir campuran itu?
3. Sebanyak 140 gram mentega bersuhu 50°C dimasukkan ke dalam wadah berisi 70 gram es batu bersuhu 30°C. Berapakah suhu akhir campuran tersebut? Kalor jenis mentega = 0,6 Joule/gram°C dan kalor jenis es batu = 2,1 Joule/gram°C.
4. Sebanyak 0,2 kg air yang suhunya 80°C dituangkan ke dalam bejana tembaga yang suhunya 20°C dan kapasitas kalornya adalah 168 Joule/°C. Berapakah suhu akhirnya?
5. Selembar aluminium bermassa 36 gram dan bersuhu 15°C dimasukkan ke dalam bejana berisi aluminium bermassa 18 gram dan bersuhu 7,5°C. Berapakah suhu akhir campuran tersebut? Kalor jenis aluminium = 0,22 kalori/gram°C.
6. Sebatang besi yang bermassa 200 gram dan bersuhu 100°C dimasukkan ke dalam air bermassa 300 gram dan bersuhu 200°C. Jika kalor jenis besi = 0,11 kalori/gram°C dan kalor jenis air = 4,2 Joule/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?
7. Sepotong emas bermassa 50 gram dan bersuhu 25,6°C dimasukkan ke wajan berisi aluminium bermassa 65 gram dan bersuhu 47,4°C. Jika kalor jenis emas = 0,03 kalori/gram°C dan kalor jenis aluminium = 0,22 kalori/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?
8. Sebuah germanium bermassa 1,1 kg dan bersuhu 97°C dimasukkan ke wadah tembaga bermassa 1,4 kg bersuhu 9°C. Jika kalor jenis germanium = 0,61 kalori/gram°C dan kalor jenis tembaga = 0,09 kalori/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?

Sedang

• Volume udara tertutup 500 liter, massa jenis 1,2 kg/m³, tekanan 5 atm, dan suhu 27°C. Udara dipanaskan dengan volume tetap sehingga tekanan sekarang menjadi 5,4 atm. Kalor jenis udara 2.100 J/kgK.
  • Berapa suhu udara sekarang?
  • Berapa energi kalor yang diperlukan pada pemanasan ini?

• Ibu memasak air dengan kompor minyak tanah. Panci aluminium yang digunakan ibu memiliki kapasitas kalor 4.000 J/°C, diisi air sebanyak 5 liter dengan suhu 28°C. Air dipanaskan sampai mendidih (110°C) memerlukan waktu 1 jam. Jumlah minyak dalam kompor pada awalnya 4,8 liter, dan setelah digunakan jumlahnya tinggal 2,7 liter. C air= 4.200 J/kg°C, massa jenis air= 1.000 kg/m³.
• Berapa jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memasak air?
• Jika kompor dianggap tidak menyerap kalor selama pemanasan, berapa daya kompor?
• Berapa kalor pembakaran minyak tanah?

SUMBER : WIKIBUKU

SOAL LOMBA FISIKA (2)

Soal No. 1
Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram yang memiliki suhu 30^oC. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/gr^oC, tentukan suhu akhir logam!

Pembahasan

Data :
Q = 12 kilojoule = 12000 joule
m = 2500 gram = 2,5 kg
T₁ = 30^oC
c = 0,2 kal/gr^oC = 0,2 x 4200 joule/kg ^oC = 840 joule/kg ^oC
T₂ =...?

Q = mcΔT
12000 = (2,5)(840)ΔT
ΔT = ¹²⁰⁰⁰/₂₁₀₀ = 5,71 ^oC

T₂ = T₁ + ΔT = 30 + 5,71 = 35,71 ^oC

Soal No. 2
500 gram es bersuhu −12^oC dipanaskan hingga suhu −2^oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g^oC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam satuan joule!

Pembahasan
Data :
m = 500 gram
T₁ = −12^oC
T₂ = −2^oC
ΔT = T₂ − T₁ = −2^o − (−12 ) = 10^oC
c = 0,5 kalori/gr^oC
Q = ....?

Q = mcΔT
Q = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

1 kalori = 4,2 joule
Q = 2500 x 4,2 = 10500 joule

Soal No. 3
500 gram es bersuhu 0^oC hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0^oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g^oC, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam kilokalori!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
L = 80 kalori/gr
Q = ....?

Q = mL
Q = (500)(80) = 40000 kalori = 40 kkal

Soal No. 4
500 gram es bersuhu 0^oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5^oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g^oC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/g^oC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
c_air = 1 kalori/gr^oC
L_es = 80 kalori/gr
Suhu akhir → 5^oC
Q = .....?

Untuk menjadikan es 0^oC hingga menjadi air 5^oC ada dua proses yang harus dilalui:
→ Proses meleburkan es 0^oC menjadi air suhu 0^oC, kalor yang diperlukan namakan Q₁
Q₁ = mL_es = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0^oC hingga menjadi air 5^oC, kalor yang diperlukan namakan Q₂
Q₂ = mc_airΔT_air = (500) (1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:
Q = Q₁ + Q₂ = 40000 + 2500 = 42500 kalori

Soal No. 5
500 gram es bersuhu −10^oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5^oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g^oC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/g^oC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
c_es = 0,5 kalori/gr^oC
c_air = 1 kal/gr^oC
L_es = 80 kal/gr
Suhu akhir → 5^oC
Q = .....?

Untuk menjadikan es − 10^oC hingga menjadi air 5^oC ada tiga proses yang harus dilalui:
→ Proses untuk menaikkan suhu es dari −10^oC menjadi es bersuhu 0^oC, kalor yang diperlukan namakan Q₁
Q₁ = mc_esΔT_es = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

→ Proses meleburkan es 0^oC menjadi air suhu 0^oC, kalor yang diperlukan namakan Q₂
Q₂ = mL_es = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0^oC hingga menjadi air 5^oC, kalor yang diperlukan namakan Q₃
Q₃ = mc_airΔT_air = (500)(1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:
Q = Q₁ +Q₂ + Q₃ = 2500 + 40000 + 2500 = 45000 kalori

Soal No. 6
200 gram air bersuhu 80^oC dicampurkan dengan 300 gram air bersuhu 20^oC. Tentukan suhu campurannya!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m₁ = 200 gram
m₂ = 300 gram
ΔT₁ = 80 − t
ΔT₂ = t − 20
Suhu akhir = t = ......?

Q_lepas = Q_terima
m₁c₁ΔT₁ = m₂c₂ΔT₂
(200)(1) (80 − t) = (300)(1)(t − 20)
(2)(1)(80 − t) = (3)(1)(t − 20)
160 − 2t = 3t − 60
5t = 220
t = 44^oC

Soal No.7
Sepotong es bermassa 100 gram  bersuhu 0°C dimasukkan kedalam secangkir air bermassa 200 gram bersuhu 50°C.

Jika kalor jenis air adalah 1 kal/gr°C, kalor jenis es 0,5 kal/gr°C, kalor lebur es 80 kal/gr dan cangkir dianggap tidak menyerap kalor, berapa suhu akhir campuran antara es dan air tersebut?   

Pembahasan
Soal di atas tentang pertukaran kalor / Asas Black. Kalor yang dilepaskan air digunakan oleh es untuk mengubah wujudnya menjadi air dan sisanya digunakan untuk menaikkan suhu es yang sudah mencair tadi.



dengan Q₁ adalah kalor yang dilepaskan air, Q₂ adalah kalor yang digunakan es untuk melebur/mencair dan Q₃ adalah kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu es yang telah mencair.

Berikutnya adalah contoh soal tentang pencampuran air panas dan air dingin dengan memperhitungkan kalor yang diserap oleh bejana atau wadahnya:

Soal No. 8
Air bermassa 100 g bersuhu 20°C berada dalam wadah terbuat dari bahan yang memiliki kalor jenis 0,20 kal/g°C dan bermassa 200 g. Ke dalam wadah kemudian dituangkan air panas bersuhu 90°C sebanyak 800 g. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/g°C, tentukan suhu akhir air campuran!

Pembahasan
Kalor yang berasal dari air panas 90°C saat pencampuran, sebagian diserap oleh air yang bersuhu 20° dan sebagian lagi diserap oleh wadah. Tidak ada keterangan terkait dengan suhu awal wadah, jadi anggap saja suhunya sama dengan suhu air di dalam wadah, yaitu 20°C.

Data :
-Air panas
m₁ = 800 g
c₁ = 1 kal/g°C

-Air dingin
m₂ = 100 g
c₂ = 1 kal/g°C

-Wadah
m₃ = 200 g
c₃ = 0,20 kal/g°C



Q_lepas = Q_terima
m₁c₁ΔT₁ = m₂c₂ΔT₂ + m₃c₃ΔT₃



Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut! Dua buah logam terbuat dari bahan yang sama disambungkan.



Jika panjang logam P adalah dua kali panjang logam Q dan konduktivitas thermal logam P adalah setengah dari logam Q, tentukan suhu pada sambungan antara kedua logam!

Pembahasan
Banyaknya kalor persatuan waktu yang melalui logam P sama dengan kalor yang melalui logam Q. Gunakan rumus perpindahan kalor secara konduksi :



Soal No. 10
Sebuah tangki baja yang memiliki koefisien muai panjang 12 x 10^-6/°C, dan bervolume 0,05 m³ diisi penuh dengan bensin yang memiliki koefisien muai ruang 950 x 10^-6/°C pada temperatur 20°C. Jika kemudian tangki ini dipanaskan sampai 50°C, tentukan besar volume bensin yang tumpah! (Sumber : Soal SPMB)

Pembahasan



Soal No. 11
Plat baja dipanaskan hingga suhunya mencapai 227°C hingga kalor radiasi yang dipancarkan sebesar E J/s. Jika plat terus dipanasi hingga suhunya mencapai 727° tentukan kalor radiasi yang dipancarkan!

Pembahasan
Data :
T₁ = 227°C = 227 + 273 = 500 K
T₂ = 727°C = 727 + 273 = 1000 K

Kalor yang diradiasikan oleh suatu permukaan benda berbanding lurus dengan pangkat empat suhu mutlaknya, sehingga:


Soal No. 12
Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter, dipasang pada suhu 20°C. Diharapkan pada suhu 30°C rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai rel batang rel kereta api 12×10^–6 /°C. Jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah...
A. 3,6 mm
B. 2,4 mm
C. 1,2 mm
D. 0,8 mm
E. 0,6 mm
(Soal Ebtanas 1988)

Pembahasan
Dengan asumsi rel sebelah kiri memanjang ke kanan sebesar Δl dan rel sebelah kanan memanjang ke kiri sebesar Δl, maka lebar celah yang diperlukan d adalah sama dengan dua kali Δl



sehingga

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/6-suhu-dan-kalor#ixzz2nXygWF7S

SOAL LOMBA FISIKA

A. Hitungan
Contoh:
1) Dua batang logam sejenis A dan B penampangnya, berbanding 2 : 1 sedang panjangnya berbanding 4 : 3. Bila beda suhu ujung-ujung kedua batang sama, maka jumlah rambatan kalor tiap satuan waktu pada A dan B berbanding....
A. 2 : 3
B. 3 : 2
C. 8 : 3
D. 3 : 8
E. 1 : 1
(Sumber soal : Soal Proyek Perintis I 1983)

2) Dua batang P dan Q sejenis dengan konstanta konduktivitas K_P = K_Q mempunyai ukuran seperti pada gambar! 



Bila beda suhu kedua ujung P dan Q sama, berarti jumlah kalor konduksi persatuan waktu pada P dan Q berbanding.... 
A. 1 : 1
B. 2 : 3
C. 3 : 2
D. 3 : 8
E. 8 : 3
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2008 P4)
3) Dua batang P dan Q dengan ukuran sama tetapi jenis logam yang berbeda dilekatkan seperti terlihat pada gambar. Ujung kiri P bersuhu 90°C, dan ujung kanan Q bersuhu 0°C. Jika koefisien konduksi termal P adalah 2 kali koefisien konduksi Q, maka suhu pada bidang batas P dan Q adalah....
A. 45°C
B. 55°C
C. 60°C
D. 72°C
E. 80°C
(Sumber soal : Soal Proyek Perintis I 1979)

4)Dua batang logam P dan Q disambungkan pada salah satu ujungnya dan pada ujung-ujung yang lain diberi suhu yang berbeda (lihat gambar). 


Bila panjang dan luas penampang kedua logam sama tapi konduktivitas logam P dua kali konduktivitas logam Q, maka suhu tepat pada sambungan di B adalah....
A. 20 °C
B. 30 °C
C. 40 °C
D. 50 °C
E. 60 °C
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2009 P04) = NOTE= soal ini keluar di MGMP IPA kecamatan - DKI 2013

5) 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
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P37)

6) 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 wadahnya 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 
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2010 P04)

7) Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20° C dimasukkan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80 °C. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g °C dan kalor jenis air 1 kal/g°C , maka suhu akhir alumunium mendekati....
A. 20°C
B. 42°C
C. 62°C
D. 80°C
E. 100°C
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2008 P4)

8) Sebuah jendela kaca suatu ruangan panjangnya 2 m, lebarnya 1 m dan tebalnya 10 mm. Suhu di permukaan dalam dan permukaan luar kaca masing-masing 23°C dan 33°C. Jika konduktivitas termal = 8 x 10^-1 Wm^-1K^-1, maka jumlah kalor yang mengalir ke dalam ruangan melalui jendela itu setiap sekon adalah ....
A. 80 J
B. 160 J
C. 800 J
D. 1600 J
E. 16000 J
(Sumber soal : Soal EBTANAS 1998)

9) Benda A bersuhu 727 oC dan benda B bersuhu 1727 oC terbuat dari bahan yang dan ukuran yang sama. Perbandingan kalor yang dipancarkan tiap detik antara benda A dan B adalah....
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 4 : 1
D. 1 : 16 
E. 16 : 1

B. Teori
Contoh:
1) Pernyataan-pernyataan berikut berkaitan dengan kalor yang mengalir per satuan waktu melalui suatu konduktor:
(1) sebanding dengan selisih suhu antara kedua ujungnya
(2) berbanding terbalik dengan panjang konduktor
(3) sebanding dengan luas penampang konduktor
(4) tidak tergantung pada jenis konduktor
Pernyataan yang benar adalah....
A. 1, 2 dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4
E. 1, 2, 3 dan 4 
(Sumber soal : Modifikasi Soal UMPTN 1993-Fisikastudycenter.com)

2) Pernyataan-pernyataan berikut berkaitan dengan penyebab suhu lautan lebih lambat naik dibandingkan dengan suhu daratan bila terkena pancaran matahari.
(1) kalor jenis air lebih besar
(2) warna daratan lebih kelam
(3) air lautan selalu dalam keadaan bergerak
(4) air lautan adalah bahan penyerap kalor yang lebih baik
Pernyataan yang benar adalah....
A. 1, 2 dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4
E. 1, 2, 3 dan 4
(Sumber soal : Modifikasi Soal SKALU 1977-Fisikastudycenter.com)


Read more: http://fisikastudycenter.com/skl-un-fisika/87-belajar-un-fisika-2011-skl-3-bag-1-kalor#ixzz2nXx4kJeS

SOAL SUHU DAN KALOR (2)

SOAL SUHU DAN KALOR

No.	SOAL	PEMBAHASAN
	1.       Suatu termometer A, mengukur suhu es melebur       pada -20ᵒA dan mengukur suhu air mendidih pada   130ᵒA. Suhu suatu benda diukur dengan termometer  celcius menunjuk angka 60ᵒC. Tentukan suhu benda tersebut jika diukur dengan  termometer A. A.      60 B.      65 C.      70 D.     80 E.      100	(Tx+20)/(150)=(60-0)/(100-0) (Tx+20)/150 = 60/100 Tx+20= 90 Tx = 90 - 20       = 70ᵒA
2	Termometer Kelvin dan Fehrenheit mencapai                angka sama pada temperatur... A.      -269,25 B.      -134,63 C.      -67,31 D.     -33,65 E.      -16,83	(T-273)/(100) = (T-32)/(180) T-273   = (9/5) x (T-32)              = 9T/5 – 57,6 4T/5= 57,6 – 273 = -215,4 T = (5/4).(-215,4) = -269,25
3	Sebanyak 1 kg air menguap seluruhnya pada suhu     100ᵒC  menyerap kalor sebesar  (diketahui U = 540 kal/g) ... A.      540 Kal B.      5400 kal C.      54000 kal D.     540000 kal E.      5400000 kal	Q = m.U     = 1000 g x 540 kal/g     = 540000 kal
4	Jumlah   kalor   yang   diperlukan   untuk  mengubah  100 gram es pada suhu -5ᵒC  menjadi air pada suhu 60ᵒC (c es = 0,5 kal/gᵒC, c air = 1 kal/gᵒC, L es = 80 kal/g) adalah.... A.      4800 kal B.      5000 C.      8000 kal D.     9600 kal E.      14250 kal	Q = Q1 + Q2 + Q3 Q = m.ces.(T2-T1) + m.L +           m.c air.(T4-T3) Q=100.0,5.(0-(-5))+100.80+100.1.(60-0) Q = 250 + 8000 + 5000 Q = 14250 kal
5	Jika untuk mengubah 225 gram zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya diperlukan kalor sebesar 45000 J. Tentukan kalor lebur zat tersebut... A.      100 J/g B.      200 J/g C.      225 J/g D.     450 J/g E.      675 J/g	L = Q/m  = (45000 J)/225 g  = 200 J/g
6	Sebanyak 400 g es pada 0ᵒC dicampur dengan 800 gram air pada 80ᵒC. Suhu  campuran pada keadaan setimbang jika c es = 0,5 kal/gᵒC, c air = 1 kal/gᵒC,  L es = 80 kal/g, adalah.... A.      20,0ᵒC B.      26,7ᵒC C.      37,6ᵒC D.     40,0ᵒC E.      60,0ᵒC	Q serap = Q lepas m es.L + m es. c es. (Tx-T1)  = m air . c air.(T2-Tx) 400.80 + 400(Tx-0) = 800.1.(80-Tx) 32000 + 400Tx = 64000 – 800Tx 1200Tx = 32000 Tx = 26,7ᵒC
7	Sebanyak 200 g benda pada suhu 100ᵒC dimasukkan ke dalam 400 g air yang suhunya 10ᵒC. jika suhu keseimbangan adalah 50ᵒC, tentukan kalor jenis zat tersebut. A.      0,2 kal/gᵒC B.      0,4 kal/gᵒC C.      0,5 kal/gᵒC D.     1,0 kal/gᵒC E.      1,2 kal/gᵒC	Q serap = Q lepas m air . c air. (Tx-T1) = m bd. c bd.( T2-Tx) 400.1.(50-10) = 200.c bd (100-50) 16000.m bd = 8000 m bd = 0,5 kal/gᵒC
8	Jika 10 g es pada -10ᵒC dimasukkan ke dalam 10 g air yang suhunya 10ᵒC ( diketahui  c es = 0,5 kal/gᵒC, c air = 1 kal/gᵒC,  L es = 80 kal/g ), maka ... A.      Semua es mencair B.      Semua air membeku C.      Sebagian air membeku D.     Tidak semua es mencair E.      50% air membeku dan 50%  es mencair	Q terima = Q lepas 10.0,5(0-(-10)) + 10.80 + 10.1,0.(T-0) = 10.1,0.(10-T) 50 + 800 + 10T = 100-10T T = -750/20 (negatif) maka T kesetimbangan adalah 0ᵒC artinya tidak semua es mencair. Jumlah es yg mencair : Q terima = Q lepas 10.0,5(0-(-10)) + x.80  = 10.1,0.(10-0) 50 + 80x = 100 x = 50/80 = 0,625 gram = (0,625/10) x 100% = 6,25% es mencair.
9	Jika 100 gram air pada 45ᵒC dicampur dengan 100 gram es pada -4ᵒC ternyata 50% es melebur ( diketahui  c es = 0,5 kal/gᵒC, c air = 1 kal/gᵒC ) maka kalor lebur es tersebut adalah... A.      45 kal/g B.      50 kal/g C.      60 kal/g D.     80 kal/g E.      86 kal/g	Q terima = Q lepas 100.0,5(0-(-4)) + (50%.100).L  = 100.1,0.(45-0) 200 + 50L = 4500 L = 86 kal/g
10	Sepotong tembaga 0,5 kg yang panas pada suhu 200ᵒC diletakkan di atas sebuah balok es besar. Jika kalor jenis tembaga 390 J/kg.ᵒC dan kalor lebur es 3,4 x 105 J/kg maka maksimal es yang melebur adalah... A.      115 g B.      215 g C.      230 g D.     415 g E.      430 g	Q terima = Q lepas x. 3,4 x 105 J/kg = 0,5 kg. 390 J/kg.ᵒC (200-0) x = 39000/(3,4 x 105) x = 0,1147 kg = 114,7 g = 115 g
11	Faktor-faktor : 1.      Perubahan suhu 2.      Jenis zat 3.      Percepatan gravitasi 4.      Massa zat Pemuaian zat padat dan zat cair bergantung pada faktor ... A.      1 dan 3 B.      2 dan 4 C.      1 dan 2 D.     3 dan 4 E.      1 dan 4	∆l = α. l0.∆T  α bergantung jenis zat  ∆T pertambahan suhu
12	Batang logam X yang panjangnya 300 cm dipanaskan dari 25ᵒC hingga 225ᵒC sehingga mengalami pertambahan panjang 0,6 cm. Jika logam sejenis yang panjangnya 100 cm  dipanaskan dari 25ᵒC sampai 525ᵒC akan bertambah panjang... A.      0,5 cm B.      1,0 cm C.      1,5 cm D.     2,0 cm E.      5,0 cm	α = ∆l/(l0.∆T)   = (0,006 m)/(3 m x (225-25)ᵒC)  = 1 x 10-5 /ᵒC ∆l = α. l0.∆T  = (1 x 10-5 /ᵒC).(1 m).(525-25)ᵒC = 5 x 10-3 m = 0,5 cm
13	Besi berbentuk kubus pada suhu 27ᵒC memiliki  panjang rusuk 20 cm. Jika kubus dipanaskan hingga suhu 327ᵒC  (diketahui koefisien muai panjang besi 1,2.10-5/ᵒC), maka volum kubus setelah dipanaskan adalah... A.      8000,0086 cm3 B.      8000,0864 cm3 C.      8000,8640  cm3 D.     8008,6400  cm3 E.      8086,4000  cm3	V0 = (0,2 m) x (0,2 m) x  (0,2 m) = 0,008 m3 ϒ = 3α = 3. 1,2.10-5/ᵒC = 3,6. 10-5/ᵒC ∆T = 327ᵒC-27ᵒC = 300ᵒC Vt = V0{1 + ϒ.∆T} = 0,008 m3{1 + (3,6. 10-5/ᵒC)(300ᵒC)} = 0,0080864 m3
14	Pada peristiwa anomali air...  A.      Massa jenis air maksimum  pada suhu 4ᵒC B.      Massa jenis air maksimum  pada suhu -4ᵒC C.      Pada suhu 4ᵒC sampai 10ᵒC volum air tetap D.     Pada suhu 0ᵒC sampai 4ᵒC volum air mengembang  E.      Massa jenis air maksimum tepat pada titik bekunya	Anomali air : penyimpangan sifat di mana umumnya zat cair memiliki massa jenis maksimum pada titik bekunya, namun air memiliki massa jenis maksimum bukan pada titik bekunya, yaitu 4ᵒC
15	Sebuah bejana baja 10 liter 95% volumnya diisi alkohol. Jika suhu awal bejana 20ᵒC dipanaskan sampai 80 ᵒC (diketahui koefisien muai panjang baja 0,000011 /ᵒC dan koefisien muai alkohol 0,001 /ᵒC), maka volum alkohol yang tumpah adalah... A.      20,0 cm3 B.      40,2 cm3 C.      50,2 cm3 D.     60,0 cm3 E.      60,2 cm3	V baja = 10000 cm3 + 10000.(3.0,000011).60 = 10019,8 cm3 V alkohol = 0,95.10000 cm3 + 0,95.10000.0,001.60 = 10070 cm3 V alkohol tumpah = 10070 cm3-10019,8 cm3 = 50,2 cm3
16	Suatu gas yang suhunya 27ᵒC dipanaskan pada tekanan tetap. Suhu gas tersebut saat volum gas dinaikkan menjadi 3 kali volum semula adalah ...ᵒC A.      327 B.      427 C.      527 D.     627 E.      727	T1 = 300 K; V2= 3.V1 V2/T2 =  V1/T1 T2 = T1 x V2/ V1 = 300K x 3.V1/ V1 = 900K = 627ᵒC
17	Suatu gas di dalam ruang tertutup pada suhu 127ᵒC dan tekanan 2 atm, memiliki volum 4 L. Volum  gas tersebut pada suhu 227ᵒC dan tekanan 5 atm adalah.... A.      1 L B.      2 L C.      4 L D.     8 L E.      12 L	(P1.V1)/T1 =(P2.V2)/T2 V2 =(P1.V1.T2)/( P2 .T1) = (2 atm x 4 L x 500K)/(5 atm x 400K) V2  = 2 L
18	Dua logam A dan B yang memiliki luas penampang dan panjang yang sama disambung menjadi satu. Suhu pada ujung bebas A adalah 20ᵒC dan suhu pada ujung bebas B adalah 120ᵒC, jika konduktivitas termal logam A dua kali konduktivitas logam B, maka suhu pada sambungan adalah..... A.      35,3ᵒC B.      40,3ᵒC C.      53,3ᵒC D.     53,5ᵒC E.      70,0ᵒC	2.k2.A.(T-20)/L = =k2.A.(120-T)/L 2T – 40 = 120 – T 3T = 160 T = 53,3ᵒC
19	Di bawah ini adalah perpindahan kalor secara konveksi, kecuali.... A.      Pancaran sinar matahari B.      Perpindahan kalor pada air saat direbus. C.      Sistem pendingin ruangan D.     Aliran udara dari kipas angin E.      Sistem pendingin pada kulkas	JELAS
20	Jumlah kalor tiap detik yang dipancarkan benda hitam berbentuk bola dengan diameter 20 cm dan suhu permukaannya 127ᵒC (diketahui tetapan Stefan  adalah 5,67 x 10-8W/m2K4) adalah.... A.      486,0 J B.      243,0 J C.      182,3 J D.     97,2 J E.      48,6 J	H = Q/t = e.σ.A.T4 H = 1. 5,67 x 10-8.4.3,14.(0,1)2 .4004     = 182,3 J

TUGAS
Buat kalian kelas XA dan XB, ini adalah tugas untuk bahan kajian Suhu dan Kalor. Kumpulkan sebelum Ulangan Harian ke 2 yaaah. Soal di atas dipelajari baik-baik, buat persiapan Ulangan Ok...!

1.  Sekelompok allien menyerang  bumi sehingga suhu bumi naik menjadi 30ᵒC. Jika termometer allien mengukur suhu es melebur pada 30ᵒC dan air mendidih pada 280ᵒC, maka tentukan angka yang ditunjukkan termometer allien saat penyerangan.

2.  Sebuah mistar gawang sepak bola terbuat dari logam X yang memiliki koefisien muai panjang 10^-5 (ᵒC)^-1. Jika panjang mistar dan diameter penampang mistar pada suhu 27ᵒC masing-masing adalah 7,32 meter dan 0,14 meter. Tentukan pertambahan volum mistar tersbut jika dipanaskan sampai 227ᵒC.

3.     Spong bob menyambung logam X dan logam Y di mana ujung logam X pada suhu 20ᵒC dan ujung logam Y pada suhu 140ᵒC, konduktivitas termal logam X adalah 4 kali konduktivitas logam Y dan panjang logam X adalah ¾ kali panjang Y. Tentukan suhu pada sambungan saat terjadi kesetimbangan termal.

4.  Si Ipin menyiapkan 0,5 kg air pada suhu 20ᵒC dalam wadah plastik, kemudian Upin memasukkan 0,4 kg es pada suhu -10ᵒC ke dalamnya. Jika kalor jenis air 4200 J/kgᵒC, kalor jenis es 2100 J/kgᵒC dan kalor lebur es adalah 3,4 x 10⁵ J/kg, maka tentukan :

a.      Apakah semua es melebur?

b.      Jika tidak semua melebur, berapa gram es yang tidak melebur.

5.    Sebuah lampu memancarkan cahaya pada suhu 327ᵒC. Lampu  berbentuk tabung panjangnya 40 cm dan diameter tabung adalah 3,5 cm. Hitung kalor yang dipancarkan lampu selama 1 menit (diketahui tetapan Stefan  adalah 5,67 x 10^-8 W/m²K⁴, dan anggap emisivitas = 0,8).

Sumber : blogkimiawan.blogspot.com (Bapak Sukir, SPd)