Soal Pembahasan Suhu dan Kalor – Fisika Dasar

Jawablah Soal tentang Suhu dan Kalor berikut ini dengan baik dan benar!

1. Suhu udara di ruangan 95^o F. Nyatakan suhu tersebut ke dalam skala Kelvin!

Penyelesaian:

95^oF = 5/9 (9 5 − 3 2 ) = 35^o C

35^o C = (35 + 273) K = 308 K

2. Sebatang besi dengan panjang 4 m dan lebar 20 cm bersuhu 20 ^oC. Jika besi tersebut dipanaskan hingga mencapai 40 ^oC, berapakah luas kaca setelah dipanaskan? ( α = 12 × 10 -6 / ^oC)

Penyelesaian:

Diketahui:

A₀= 4 × 0,2 = 0,8 m ²

Δ T = (40 – 20) ^o C = 20 ^oC

α = 12 × 10 -6 / ^o C → β = 24 × 10 -6 / ^oC

Ditanya: A = ... ?

Jawab:

Δ A = β .A₀ . Δ T = (24 × 10 ^-6 )(0,8)(20) = 384 × 10 ^-6 m ² = 0,384 × 10 ^-3 m ²

A = (800 × 10 ^-3 ) + (0,384 × 10 ^-3 ) = 800,384 × 10 ^-3 m ² = 0,800384 m ²

3. Gas dalam ruang tertutup dengan volume 5 liter bersuhu 37 ^oC pada tekanan 3 atm. Jika gas tersebut dipanaskan sampai 52 ^oC, volumenya menjadi 6,5 liter. Berapakah perubahan tekanannya?

Penyelesaian:

Diketahui:

V₁ = 5 liter

V₂ = 6,5 liter

T₁ = 37 ^o C

T ₂ = 52 ^o C

P ₁ = 3 atm

Ditanya: Δ P = ... ?

Jawab:

ΔP = 3 – 2,4 = 0,6 atm

4. Air sebanyak 3 kg bersuhu 10 ^o C dipanaskan hingga bersuhu 35 ^o C. Jika kalor jenis air 4.186 J/kg ^o C, tentukan kalor yang diserap air tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

c = 4.186 J/kg ^o C,

Δ t = (35 – 10) ^o C = 25 ^o C

Ditanya:

Q = ... ?

Jawab:

Q = m.c. Δ t = 3 kg × 4.186 J/kg ^o C × 25 ^o C = 313.950 J

5. Jika teh 200 cm ³ pada suhu 95 ^o C dituangkan ke dalam cangkir gelas 150 g pada suhu 25 ^o C, berapa suhu akhir (T ) dari campuran ketika dicapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya?

Penyelesaian:

Karena teh sebagian besar berupa air, maka teh memiliki kalor jenis (C ) 4.186 J/kg ^o C.

V = 200 cm 3 = 200 × 10 - 6 m ³

massa, m = ρ .V = (1,0 × 10 ³ kg/m ³ )(200 × 10 ^{- 6} m ³ ) = 0,20 kg

Dengan menerapkan Hukum Kekekalan Energi, maka:

kalor yang hilang dari teh = kalor yang diterima cangkir

m _teh .c _teh (95 o C – T ) = m _cangkir.c _cangkir (T – 25 ^o C)

di mana T adalah temperatur yang masih belum diketahui.

(0,20 kg)(4.186 J/kg ^o C)(95 ^o C – T ) = (0,15 kg)(840 J/kg ^o C)(T – 25 ^o C)

79.534 J – (837,2)T = (126)T – 3.150 J

T = 85 ^o C

Teh berkurang suhunya sebesar 10 ^o C dalam mencapai kesetimbangan dengan cangkir.

6. Es sebanyak 3 kg pada suhu 0 ^o C dibiarkan pada suhu ruang hingga seluruhnya mencair. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mencairkan es tersebut? (kalor lebur air = 3,33 × 10 ^-5J/kg)

Penyelesaian:

Diketahui: m = 3 kg

L = 3,33 × 10 ^-5 J/kg

Ditanya:

Q = ... ?

Jawab:

Q = m.L = (3 kg)(3,33 × 10 ^-5 J/kg) = 9,99 × 10 ^-5J ≈ 10 ^-4 J

Demikianlah Contoh Soal tentang Suhu dan Kalor ini saya sampaikan, semoga bermanfaat.

Tweet

Subscribe to receive free email updates: