Pembahasan soal kalor dan kapasitas kalor

Pembahasan soal kalor dan kapasitas kalor

Dibawah ini adalah pembahasan soal fisika SMA kelas X semester genap tentang kalor dan kapasitas kalor. Kalor dan kapasitas kalor termasuk ke dalam bahasan Suhu dan kalor. Mudah-mudahan bahasan ini dapat bermanfaat buat siapa saja yang membutuhkan. Oke langsung saja dapat disimak pembahasannya dibawah ini.

Nomor 1

Untuk menaikkan suhu 0,5 kg suatu zat cair yang kalor jenis-nya 400 J/kg. ⁰C dari 28 ⁰C menjadi 38 ⁰C diperlukan kalor sebesar...
a. 0,2 kJ
b. 0,4 kJ
c. 2,0 kJ
d. 4,0 kJ
e. 4,5 kJ

Pembahasan:
Diketahui:
m = 0,5 kg
c = 400 J/kg. ⁰C
T₁ = 28 ⁰C
T₂ = 38 ⁰C
Ditanya: Q = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung ΔT.
ΔT = T₂ – T₁ = 38 ⁰C – 28 ⁰C = 10 ⁰C
Menghitung Q
Q = m . c . ΔT = 0,5 kg . 400 J/kg.⁰C . 10 ⁰C = 2.000 J = 2 kJ
Jawaban: c

Nomor 2

Zat cair yang massanya 10 kg dipanaskan dari suhu 25 ⁰C menjadi 75 ⁰C memerlukan panas sebesar 4 . 10⁵ Joule. Kalor jenis zat cair tersebut adalah...
a. 200 J/kg.⁰C
b. 400 J/kg.⁰C
c. 600 J/kg.⁰C
d. 800 J/kg.⁰C
e. 1000 J/kg.⁰C

Pembahasan:
Diketahui:

m = 10 kg

Q = 4 . 10⁵J
T₁ = 25 ⁰C
T₂ = 75 ⁰C
Ditanya: c = ...
Jawab:
Q = m . c . ΔT

Jawaban: d

Nomor 3
Kapasitas panas air yang bermassa 2 kg jika kalor jenis air 400 J/kg.0C adalah...
a. 0,02 J/⁰C

b. 200 J/⁰C

c. 400 J/⁰C

d. 800 J/⁰C

e. 1000 J/⁰C

Pembahasan:

Diketahui: 

m = 2 kg

c = 400 J/kg .⁰C

Ditanya: C = ...
Jawab:
C = m . c = 2 kg . 400 J/kg.⁰C

Jawaban: d

Nomor 4
Sebongkah es bermassa 0,4 kg pada suhu 0 ⁰C. Banyak kalor yang dibutuhkan untuk melebur es menjadi air jika kalor lebur es 80 kal/gr adalah...
a. 20 kalori
b. 32 kalori
c. 2000 kalori
d. 3200 kalori
e. 32.000 kalori

Pembahasan:
Diketahui:
m = 0,4 kg = 0,4 . 1000 gr = 400 gr
L = 80 kal/gr

Ingat!
Satuan massa m harus dalam gram karena satuan L dalam kal/gr. Jika satuan L dalam J/kg maka satuan massa m dalam kg
Ditanya: Q = ... 

Jawab:
Q = m . L = 400 gr . 80 kal/gr = 32.000 kalori
Jawaban: e

Nomor 5
Untuk meleburkan 3 kg zat padat menjadi cair seluruhnya diperlukan kalor 6.804 . 10² Joule. Kalor lebur zat tersebut adalah..
a. 1.134 J/kg
b. 2.268 J/kg
c. 3.402 J/kg
d. 113.400 J/kg
e. 226.800 J/kg

Pembahasan:
Diketahui:
m = 3 kg
Q = 6.804 Joule
Ditanya: L = ...
Jawab:
Q = m . L

Jawaban: b

Nomor 6
Grafik dibawah ini menunjukkan hubungan antara suhu (T) denga kalor (Q) yang diberikan pada 1 gram zat padat.

Kalor lebur zat tersebut adalah...
a. 71 kalori/gram
b. 79 kalori/gram
c. 80 kalori/gram
d. 81 kalori/gram
e. 150 kalori/gram

Pembahasan:
Terlebih dahulu tentukan kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan zat tersebut (kalor laten) yaitu grafik A ke B (yang mendatar).
Q = 150 kalori – 71 kalori = 79 kalori
Menghitung kalor lebur L.
Q = m . L

Jawaban: b

Nomor 7
Kalor yang dibutuhkan untuk mengubah suhu 900 gram es dari suhu – 10 ⁰C hingga seluruhnya menjadi air bersuhu 20 ⁰C adalah...(kalor jenis air = 1 kal/gr.⁰C, kalor jenis es = 0,5 kal/gr.⁰C, kalor lebur es = 80 kal/gr)
a. 1.800 kal
b. 4.500 kal
c. 7.200 kal
d. 13.500 kal
e. 20.000 kal

Pembahasan:
Diketahui:

m = 900 gram
T₁ = – 10 ⁰C
T₂ = 20 ⁰C
c_air = 1 kal/gr.⁰C
c_es = 0,5 kal/gr.⁰C
L = 80 kal/gr
Ditanya: Q = ...
Jawab:

Menghitung Q1

Q₁ = m . c_es . ΔT = 900 gr. 0,5 kal/gr. ⁰C (0 – (– 10)) ⁰C = 4.500 kalori

Ingat!
ΔT = T2 – T1 (suhu tinggi dikurang suhu rendah).

Menghitung Q2

Q₂ = m . L = 900 gr . 80 kal/gr = 7.200 kalori

Menghitung Q3

Q₃ = m . c_air . ΔT = 900 gr . 1 kal/gr.⁰C (20 – 0) ⁰C = 1.800 kalori

Menghitung Q total

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃  = 4.500 kal + 7.200 kal + 1.800 kal = 13.500 kalori

Jawaban: d 

Nomor 8

Sebuah balok es memiliki panjang 20 cm, lebar 10 cm dan tinggi 2 cm, dari suhu – 25 ⁰C berubah menjadi air bersuhu 25 ⁰C. Jika massa jenis es adalah 0,92 gr/cm3, kalor jenis es 2,1 J/gr.⁰C, kalor jenis air 4,2 J/gr.⁰C dan kalor lebur es 334 J/gr, maka jumlah kalor yang diperlukan es tersebut adalah...
a. 460 Joule
b. 24.150 Joule
c. 48.300 Joule
d. 153.640 Joule
e. 226.090 Joule

Pembahasan:
Diketahui:
P = 20 cm
L = 10 cm
T = 2 cm

ρ = 0,92 gr/cm3
T₁ = – 25 ⁰C
T₂ = 25 ⁰C
c_air = 4,2 J/gr.⁰C

c_es = 2,1 J/gr.⁰C

L = 334 J/gr
Ditanya: Q = ...
Jawab

Menghitung massa (m)
m = ρ . V = ρ . (P . L . T) = 0,92 gr/cm³ (20 cm . 10 cm . 2,5 cm)

m = 0,92 gr/cm³ (500 cm³) = 460 gram

Menghitung Q₁

Q₁ = m . c_es . ΔT  = 460 gr. 2,1 J/gr.⁰C(0 – (– 25)) ⁰C = 24.150 Joule

Menghitung Q₂

Q₂ = m . L = 460 gr . 334 J/gr = 153.640 Joule

Menghitung Q₃

Q₃ = m . c_air . ΔT = 460 gr . 4,2 J/gr.⁰C (25 – 0) ⁰C = 48.300 Joule

Menghitung Q total

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 24.150 J + 153.640 J + 48.300 J = 226.090 J

Jawaban: e

Download pembahasan soal kalor dan kapasitas kalor

.
Topik: #kalor #kapasitas kalor #Pembahasan soal fisika kelas X SMA