Minggu, 04 Maret 2012

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 
     = 70A
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     100C  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 0C dicampur dengan 800 gram air pada 80C. Suhu  campuran pada keadaan setimbang jika c es = 0,5 kal/gᵒC, c air = 1 kal/gᵒC,  L es = 80 kal/g, adalah....
A.      20,0C
B.      26,7C
C.      37,6C
D.     40,0C
E.      60,0C

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 = 26,7C
7
         Sebanyak 200 g benda pada suhu 100C dimasukkan ke dalam 400 g air yang suhunya 10C. jika suhu keseimbangan adalah 50C, tentukan kalor jenis zat tersebut.
A.      0,2 kal/gC
B.      0,4 kal/gC
C.      0,5 kal/gC
D.     1,0 kal/gC
E.      1,2 kal/gC

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/gC
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 0C 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 45C dicampur dengan 100 gram es pada -4C 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 200C diletakkan di atas sebuah balok es besar. Jika kalor jenis tembaga 390 J/kg.C 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.C (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 25C hingga 225C sehingga mengalami pertambahan panjang 0,6 cm. Jika logam sejenis yang panjangnya 100 cm  dipanaskan dari 25C sampai 525C 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)C)
 = 1 x 10-5 /C
l = α. l0.T
 = (1 x 10-5 /C).(1 m).(525-25)C
= 5 x 10-3 m = 0,5 cm
13
     Besi berbentuk kubus pada suhu 27C memiliki  panjang rusuk 20 cm. Jika kubus dipanaskan hingga suhu 327C  (diketahui koefisien muai panjang besi 1,2.10-5/C), 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/C = 3,6. 10-5/C
T = 327C-27C = 300C
Vt = V0{1 + ϒ.T} = 0,008 m3{1 + (3,6. 10-5/C)(300C)} = 0,0080864 m3
14
   Pada peristiwa anomali air... 
A.      Massa jenis air maksimum  pada suhu 4C
B.      Massa jenis air maksimum  pada suhu -4C
C.      Pada suhu 4C sampai 10ᵒC volum air tetap
D.     Pada suhu 0C 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 20C dipanaskan sampai 80 C (diketahui koefisien muai panjang baja 0,000011 /C dan koefisien muai alkohol 0,001 /C), 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 27C dipanaskan pada tekanan tetap. Suhu gas tersebut saat volum gas dinaikkan menjadi 3 kali volum semula adalah ...C
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 = 627C
17
         Suatu gas di dalam ruang tertutup pada suhu 127C dan tekanan 2 atm, memiliki volum 4 L. Volum  gas tersebut pada suhu 227C 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 20C dan suhu pada ujung bebas B adalah 120C, jika konduktivitas termal logam A dua kali konduktivitas logam B, maka suhu pada sambungan adalah.....
A.      35,3C
B.      40,3C
C.      53,3C
D.     53,5C
E.      70,0C

2.k2.A.(T-20)/L = = k2.A.(120-T)/L
2T – 40 = 120 – T
3T = 160
T = 53,3C
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 127C (diketahui tetapan Stefan  adalah 5,67 x 10-8 W/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 30C. Jika termometer allien mengukur suhu es melebur pada 30C dan air mendidih pada 280C, 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 (C)-1. Jika panjang mistar dan diameter penampang mistar pada suhu 27C masing-masing adalah 7,32 meter dan 0,14 meter. Tentukan pertambahan volum mistar tersbut jika dipanaskan sampai 227C.
3.     Spong bob menyambung logam X dan logam Y di mana ujung logam X pada suhu 20C dan ujung logam Y pada suhu 140C, 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 20C dalam wadah plastik, kemudian Upin memasukkan 0,4 kg es pada suhu -10C ke dalamnya. Jika kalor jenis air 4200 J/kgC, kalor jenis es 2100 J/kgC 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 327C. 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).


Artikel Terkait:

Tidak ada komentar: