√Pembahasan Soal Resultan Gaya ⊗ Full Pembahasanya
Pembahasan soal resultan gaya
1. EBTANAS-SMP-00-04
Arah dan resultan gaya pada gambar di samping adalah…
A. 2 N ke arah Tono
B. 2 N ke arah Irham
C. 282 N ke arah Tono
D. 282 N ke arah Irham
Pembahasan
Besar resultan gaya :
ΣF = 142 N – 140 N
ΣF = 2 Newton
Arah resultan gaya = arah gaya 142 Newton = ke arah Tono, karena 142 Newton lebih besar daripada 140 Newton
Jawaban yang benar adalah A.
2. UAS-06-05
Perhatikan gambar berikut !
Umar dan Amir sedang tarik tambang dengan arah yang berlawanan. Jika gaya Umar 25 N dan gaya Amir 20 N, maka resultan kedua gayanya adalah …
A. 5 Newton
B. 20 Newton
C. 25 Newton
D. 45 Newton
Pembahasan
Resultan gaya = 25 N – 20 N = 5 Newton
jawaban yang benar adalah A.
Pembahasan soal suhu dan kalor
Kalibrasi Termometer
1. Soal UN 1999/2000 No.10
Termometer X yang telah ditera menunjukkan angka -30o pada titik beku air dan 90o pada titik didih air. Suhu 60oX sama dengan …
A. 20 oC
B. 45 oC
C. 50 oC
D. 75 oC
E. 80 oC
Pembahasan
Diketahui :
Titik beku air pada termometer X = -30o
Titik didih air pada termometer X = 90o
Ditanya : 60oX = ….. oC
Jawab :
Pada skala Fahrenheit, titik beku air adalah 32oF dan titik didih air adalah 212oF. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 212o – 32o = 180o.
Pada skala Celcius titik beku air adalah 0oC dan titik didih air adalah 100oC. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 100o – 0o = 100o.
Pada skala X, titik beku air adalah -30oX dan titik didih air adalah 90oX. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 90o – (-30o) = 90o + 30o = 120o.
Ubah skala X ke skala Celcius :
Jawaban yang benar adalah D.
Pemuaian
2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.16
Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1 dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah….
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Pembahasan
Diketahui :
Suhu awal (T1) = 30oC
Suhu akhir (T2) = 80oC
Perubahan suhu (ΔT) = 80oC – 30oC = 50oC
Koefisien muai panjang logam (α) = 3.10-3 oC-1
Panjang akhir logam (L) = 115 cm
Ditanya : Panjang logam mula-mula (Lo)
Jawab :
Rumus pemuaian panjang :
Jawaban yang benar adalah A.
3. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.16
Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 x 10-5 oC-1 maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah….
A. 20 oC
B. 22 oC
C. 25 oC
D. 30 oC
E. 50 oC
Pembahasan
Diketahui :
Suhu akhir (T2) = 80oC
Panjang awal (Lo) = 40 cm
Panjang akhir (L) = 40,04 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koefisien muai panjang kuningan (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Ditanya : Suhu awal (T1)
Jawab :
Rumus pemuaian logam :
0,04 = (2,0 x 10-5)(40)(80 – T1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – T1)
0,04 = 0,0008 (80 – T1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 – 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30oC
Jawaban yang benar adalah D.
Perpindahan Kalor Secara Konduksi
4. Soal UN 2010/2011
Batang logam yang sama ukurannya, tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar di samping ini. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah…
A. 450 C
B. 400 C
C. 350 C
D. 300 C
E. 250 C
Pembahasan
Diketahui :
Ukuran batang sama
Konduktivitas termal logam I = 4k
Konduktivitas termal logam II = k
Suhu ujung logam I = 500 C
Suhu ujung logam II = 00 C
Ditanya : Suhu pada sambungan kedua logam
Jawab :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan.
Jawaban yang benar adalah B.
5. Soal UN 2011/2012 A81 No.10
Perhatikan pernyataan berikut!
(1) Konduktivitas logam
(2) Perbedaan suhu ujung-ujung logam
(3) Panjang logam
(4) Massa logam
Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah…
A. (1), (2) dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (4) saja
Pembahasan
Berdasarkan rumus laju perpindahan kalor secara konduksi, faktor-faktor yang menentukan laju perpindahan kalor adalah konduktivitas logam (k), perbedaan suhu ujung-ujung logam (T) dan panjang logam (l). Massa logam tidak berpengaruh.
Jawaban yang benar adalah A.
6. Soal UN 2006/2007
Dua buah batang PQ dengan ukuran yang sama, tetapi jenis logam berbeda dilekatkan seperti gambar di bawah ini. Jika koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang batas P dan Q adalah …
A. 84°C
B. 78°C
C. 72°C
D. 70°C
E. 90°C
Pembahasan
Diketahui :
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama.
Koefisien konduksi termal logam P (kP) = 2k
Koefisien konduksi termal logam Q (kQ) = k
Ditanya : Suhu pada bidang batas P dan Q
Jawab :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama sehingga A dan l dilenyapkan dari persamaan.
Tidak ada jawaban yang benar.
Perubahan Wujud
7. Soal UN 2002/2003
1 kg es pada suhu 0 oC dicampur dengan 0,5 kg air pada suhu 0 oC, maka …
A. sebagian air membeku
B. sebagian es mencair
C. semua es mencair
D. semua air membeku
E. jumlah massa es dalam air tetap
Pembahasan
Kata es menunjukkan air berwujud padat, sedangkan kata air menunjukkan air berwujud cair.
Pada suhu 0oC es mengalami perubahan wujud padat menjadi cair. Agar wujudnya berubah maka harus ada kalor yang diserap oleh es. Es dicampur dengan air sehingga es seharusnya menyerap kalor dari air. Walaupun demikian, suhu air juga 0oC sehingga tidak ada kalor yang dapat diserap es. Dengan demikian, jumlah massa es dalam air tetap.
Jawaban yang benar adalah E.
Asas Black
8. Soal EBTANAS Fisika SMA Tahun 2001 No. 4
Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20 oC. Di dalam bejana dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75 oC. Bila suhu bejana naik 5oC dan kalor jenis minyak = 0,43 kal/g oC, maka kalor jenis besi adalah …
A. 0,143 kal/g oC
B. 0,098 kal/g oC
C. 0,084 kal/g oC
D. 0,075 kal/g oC
E. 0,064 kal/g oC
Pembahasan
Diketahui :
Massa bejana besi (m) = 200 gr
Suhu awal bejana besi (T1) = 20oC
Minyak berada di dalam bejana besi sehingga suhu minyak = suhu bejana besi.
Suhu akhir bejana besi (T2) = 20oC + 5oC = 25oC
Massa minyak (m) = 100 gram
Kalor jenis minyak (c minyak) = 0,43 kal/g oC
Suhu awal minyak (T1) = 20oC
Minyak berada di dalam bejana sehingga minyak setimbang termal dengan bejana besi. Jadi apabila suhu akhir bejana besi adalah 25oC maka suhu akhir minyak adalah 25oC.
Suhu akhir minyak (T2) = 20oC + 5oC = 25oC
Massa besi (m) = 50 gram
Suhu awal besi (T1) = 75oC
Besi dicelupkan ke dalam minyak yang berada di dalam bejana karenanya besi setimbang termal dengan minyak dan bejana. Jadi jika suhu akhir bejana adalah 25oC maka suhu akhir besi adalah 25oC.
Ditanya : Kalor jenis besi (c besi)
Jawab :
Kalor yang dilepaskan oleh besi :
Q = m c ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalori
Kalor yang diserap oleh bejana besi :
Q = m c ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalori
Kalor yang diserap oleh minyak :
Q = m c ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalori
Asas Black menyatakan bahwa di dalam sistem tertutup terisolasi, kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi diserap oleh benda bersuhu rendah.
Q lepas = Q serap
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 kal/g oC
Jawaban yang benar adalah A.
9. Soal UN 2006/2007
Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh… (c air = 1 kal/gr°C; ces = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)
A. seluruh es mencair dan suhunya di atas 0°C
B. seluruh es mencair dan suhunya 0°C
C. tidak seluruh es mencair dan suhunya 0°C
D. suhu seluruh sistem di bawah 0°C
E. sebagian air membeku dan suhu sistem 0°C
Pembahasan
Diketahui :
Massa air (mair) = 200 gram
Suhu air (Tair) = 20oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal/gr°C
Massa es (mes) = 50 gram
Suhu es (Tes) = -2oC
Kalor jenis es (ces) = 0,5 kal/gr°C
Kalor lebur air (L) = 80 kal/gr
Jawab :
Kalor untuk menaikkan suhu es dari -2oC sampai 0oC :
Q = m c ΔT
Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0oC – (-2oC))
Q = (50)(0,5 kal)(2)
Q = 50 kalori
Kalor untuk mencairkan semua es menjadi air :
Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori
Kalor untuk menurunkan suhu semua air dari 20oC sampai 0oC :
Q = m c ΔT
Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0oC – (20oC))
Q = (200)(1 kal)(-20)
Q = -4000 kalori
Tanda positif artinya kalor ditambahkan, tanda negatif artinya kalor dilepaskan.
Kalor untuk menaikkan suhu es ke 0oC adalah 50 kalori dan kalor untuk mencairkan semua es adalah 4000 kalori. Jadi kalor total untuk mencairkan semua es adalah 4050 kalori. Kalor yang tersedia adalah kalor yang dilepaskan air sebanyak 4000 kalori.
Dapat disimpulkan bahwa kalor yang tersedia tidak cukup untuk mencairkan semua es menjadi air. Sebagian besar es telah mencair menjadi air tetapi sebagian kecil belum mencair. Air dan sisa es ini berada pada suhu 0oC.
Jawaban yang benar adalah C.
10. Soal UN 2007/2008 P4 No.15
Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20oC dimasukan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80oC. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g oC dan kalor jenis air 1 kal/g oC, maka suhu akhir aluminium mendekati…
A. 20oC
B. 42oC
C. 62oC
D. 80oC
E. 100oC
Pembahasan
Diketahui :
Massa aluminium = 200 gram
Suhu aluminium = 20oC
Massa air = 100 gram
Suhu air = 80oC
Kalor jenis aluminium = 0,22 kal/g oC
Kalor jenis air = 1 kal/g oC
Ditanya : suhu akhir aluminium
Jawab :
Aluminium berada di dalam air sehingga suhu akhir aluminium = suhu akhir air.
Kalor yang dilepas air bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap aluminium bersuhu lebih rendah (Q serap)
mair c (ΔT) = maluminium c (ΔT)
(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)
(100)(80 – T) = (44)(T – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
T = 62oC
Jawaban yang benar adalah C.
11. Soal UN 2009/2010 P04 No.13
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 wadah 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
Pembahasan
Diketahui :
Massa logam (mlogam) = 50 gram
Suhu logam = 85oC
Massa air (mair) = 50 gram
Suhu air = 29,8oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal.g -1 .°C-1
Suhu akhir campuran = 37oC
Ditanya : kalor jenis logam (c logam)
Jawab :
Kalor yang dilepas logam bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap air bersuhu lebih rendah (Q serap)
mlogam c (ΔT) = mair c (ΔT)
(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 kal.g -1 .°C-1
Jawaban yang benar adalah A.
12. Soal UN 2009/2010 P37 No.17
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
Pembahasan
Diketahui :
Massa es (mes) = 50 gram
Suhu es = 0°C
Massa air (mair) = 200 gram
Suhu air = 30oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal.g– 1 °C –1
Kalor lebur es (Les) = 80 kal.g –1
Ditanya : suhu akhir campuran
Jawab :
Terlebih dahulu perkirakan keadaan akhir :
Kalor yang dilepaskan oleh air untuk menurunkan suhunya dari 30oC sampai 0oC :
Qlepas = mair cair (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Kalor yang diperlukan untuk meleburkan semua es :
Qlebur = mes Les = (50)(80) = 4000
Kalor yang digunakan untuk meleburkan semua es hanya 4000 sedangkan jumlah kalor yang tersedia adalah 6000. Dapat disimpulkan bahwa suhu akhir campuran berada di atas 0oC.
Asas Black :
Kalor yang dilepas oleh air = kalor untuk meleburkan semua es + kalor untuk menaikan suhu air es
(mair)(cair)(ΔT) = (mes)(Les) + (mes)(cair)(ΔT)
(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)
(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
T = 2000/250
T = 8oC
Jawaban yang benar adalah B.
Suhu, kalor, perpindahan kalor, asas Black 165.38 KB
Pembahasan soal suhu dan kalor
Kalibrasi Termometer
1. Soal UN 1999/2000 No.10
Termometer X yang telah ditera menunjukkan angka -30o pada titik beku air dan 90o pada titik didih air. Suhu 60oX sama dengan …
A. 20 oC
B. 45 oC
C. 50 oC
D. 75 oC
E. 80 oC
Pembahasan
Diketahui :
Titik beku air pada termometer X = -30o
Titik didih air pada termometer X = 90o
Ditanya : 60oX = ….. oC
Jawab :
Pada skala Fahrenheit, titik beku air adalah 32oF dan titik didih air adalah 212oF. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 212o – 32o = 180o.
Pada skala Celcius titik beku air adalah 0oC dan titik didih air adalah 100oC. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 100o – 0o = 100o.
Pada skala X, titik beku air adalah -30oX dan titik didih air adalah 90oX. Antara titik beku dan titik didih air terdapat selisih 90o – (-30o) = 90o + 30o = 120o.
Ubah skala X ke skala Celcius :
Jawaban yang benar adalah D.
Pemuaian
2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.16
Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1 dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah….
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Pembahasan
Diketahui :
Suhu awal (T1) = 30oC
Suhu akhir (T2) = 80oC
Perubahan suhu (ΔT) = 80oC – 30oC = 50oC
Koefisien muai panjang logam (α) = 3.10-3 oC-1
Panjang akhir logam (L) = 115 cm
Ditanya : Panjang logam mula-mula (Lo)
Jawab :
Rumus pemuaian panjang :
Jawaban yang benar adalah A.
3. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.16
Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 x 10-5 oC-1 maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah….
A. 20 oC
B. 22 oC
C. 25 oC
D. 30 oC
E. 50 oC
Pembahasan
Diketahui :
Suhu akhir (T2) = 80oC
Panjang awal (Lo) = 40 cm
Panjang akhir (L) = 40,04 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koefisien muai panjang kuningan (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Ditanya : Suhu awal (T1)
Jawab :
Rumus pemuaian logam :
0,04 = (2,0 x 10-5)(40)(80 – T1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – T1)
0,04 = 0,0008 (80 – T1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 – 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30oC
Jawaban yang benar adalah D.
Perpindahan Kalor Secara Konduksi
4. Soal UN 2010/2011
Batang logam yang sama ukurannya, tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar di samping ini. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah…
A. 450 C
B. 400 C
C. 350 C
D. 300 C
E. 250 C
Pembahasan
Diketahui :
Ukuran batang sama
Konduktivitas termal logam I = 4k
Konduktivitas termal logam II = k
Suhu ujung logam I = 500 C
Suhu ujung logam II = 00 C
Ditanya : Suhu pada sambungan kedua logam
Jawab :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan.
Jawaban yang benar adalah B.
5. Soal UN 2011/2012 A81 No.10
Perhatikan pernyataan berikut!
(1) Konduktivitas logam
(2) Perbedaan suhu ujung-ujung logam
(3) Panjang logam
(4) Massa logam
Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah…
A. (1), (2) dan (3)
B. (1) dan (4)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
E. (4) saja
Pembahasan
Berdasarkan rumus laju perpindahan kalor secara konduksi, faktor-faktor yang menentukan laju perpindahan kalor adalah konduktivitas logam (k), perbedaan suhu ujung-ujung logam (T) dan panjang logam (l). Massa logam tidak berpengaruh.
Jawaban yang benar adalah A.
6. Soal UN 2006/2007
Dua buah batang PQ dengan ukuran yang sama, tetapi jenis logam berbeda dilekatkan seperti gambar di bawah ini. Jika koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang batas P dan Q adalah …
A. 84°C
B. 78°C
C. 72°C
D. 70°C
E. 90°C
Pembahasan
Diketahui :
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama.
Koefisien konduksi termal logam P (kP) = 2k
Koefisien konduksi termal logam Q (kQ) = k
Ditanya : Suhu pada bidang batas P dan Q
Jawab :
Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :
Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang
Suhu pada bidang batas P dan Q :
Batang PQ mempunyai ukuran yang sama sehingga A dan l dilenyapkan dari persamaan.
Tidak ada jawaban yang benar.
Perubahan Wujud
7. Soal UN 2002/2003
1 kg es pada suhu 0 oC dicampur dengan 0,5 kg air pada suhu 0 oC, maka …
A. sebagian air membeku
B. sebagian es mencair
C. semua es mencair
D. semua air membeku
E. jumlah massa es dalam air tetap
Pembahasan
Kata es menunjukkan air berwujud padat, sedangkan kata air menunjukkan air berwujud cair.
Pada suhu 0oC es mengalami perubahan wujud padat menjadi cair. Agar wujudnya berubah maka harus ada kalor yang diserap oleh es. Es dicampur dengan air sehingga es seharusnya menyerap kalor dari air. Walaupun demikian, suhu air juga 0oC sehingga tidak ada kalor yang dapat diserap es. Dengan demikian, jumlah massa es dalam air tetap.
Jawaban yang benar adalah E.
Asas Black
8. Soal EBTANAS Fisika SMA Tahun 2001 No. 4
Di dalam sebuah bejana besi bermassa 200 gr terdapat 100 gr minyak bersuhu 20 oC. Di dalam bejana dimasukkan 50 gr besi bersuhu 75 oC. Bila suhu bejana naik 5oC dan kalor jenis minyak = 0,43 kal/g oC, maka kalor jenis besi adalah …
A. 0,143 kal/g oC
B. 0,098 kal/g oC
C. 0,084 kal/g oC
D. 0,075 kal/g oC
E. 0,064 kal/g oC
Pembahasan
Diketahui :
Massa bejana besi (m) = 200 gr
Suhu awal bejana besi (T1) = 20oC
Minyak berada di dalam bejana besi sehingga suhu minyak = suhu bejana besi.
Suhu akhir bejana besi (T2) = 20oC + 5oC = 25oC
Massa minyak (m) = 100 gram
Kalor jenis minyak (c minyak) = 0,43 kal/g oC
Suhu awal minyak (T1) = 20oC
Minyak berada di dalam bejana sehingga minyak setimbang termal dengan bejana besi. Jadi apabila suhu akhir bejana besi adalah 25oC maka suhu akhir minyak adalah 25oC.
Suhu akhir minyak (T2) = 20oC + 5oC = 25oC
Massa besi (m) = 50 gram
Suhu awal besi (T1) = 75oC
Besi dicelupkan ke dalam minyak yang berada di dalam bejana karenanya besi setimbang termal dengan minyak dan bejana. Jadi jika suhu akhir bejana adalah 25oC maka suhu akhir besi adalah 25oC.
Ditanya : Kalor jenis besi (c besi)
Jawab :
Kalor yang dilepaskan oleh besi :
Q = m c ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalori
Kalor yang diserap oleh bejana besi :
Q = m c ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalori
Kalor yang diserap oleh minyak :
Q = m c ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalori
Asas Black menyatakan bahwa di dalam sistem tertutup terisolasi, kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi diserap oleh benda bersuhu rendah.
Q lepas = Q serap
2500c = 1000c + 215
2500c – 1000c = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 kal/g oC
Jawaban yang benar adalah A.
9. Soal UN 2006/2007
Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh… (c air = 1 kal/gr°C; ces = 0,5 kal/gr°C; L = 80 kal/gr)
A. seluruh es mencair dan suhunya di atas 0°C
B. seluruh es mencair dan suhunya 0°C
C. tidak seluruh es mencair dan suhunya 0°C
D. suhu seluruh sistem di bawah 0°C
E. sebagian air membeku dan suhu sistem 0°C
Pembahasan
Diketahui :
Massa air (mair) = 200 gram
Suhu air (Tair) = 20oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal/gr°C
Massa es (mes) = 50 gram
Suhu es (Tes) = -2oC
Kalor jenis es (ces) = 0,5 kal/gr°C
Kalor lebur air (L) = 80 kal/gr
Jawab :
Kalor untuk menaikkan suhu es dari -2oC sampai 0oC :
Q = m c ΔT
Q = (50 gram)(0,5 kal/gr°C)(0oC – (-2oC))
Q = (50)(0,5 kal)(2)
Q = 50 kalori
Kalor untuk mencairkan semua es menjadi air :
Q = m L = (50 gram)(80 kal/gram) = 4000 kalori
Kalor untuk menurunkan suhu semua air dari 20oC sampai 0oC :
Q = m c ΔT
Q = (200 gram)(1 kal/gr°C)(0oC – (20oC))
Q = (200)(1 kal)(-20)
Q = -4000 kalori
Tanda positif artinya kalor ditambahkan, tanda negatif artinya kalor dilepaskan.
Kalor untuk menaikkan suhu es ke 0oC adalah 50 kalori dan kalor untuk mencairkan semua es adalah 4000 kalori. Jadi kalor total untuk mencairkan semua es adalah 4050 kalori. Kalor yang tersedia adalah kalor yang dilepaskan air sebanyak 4000 kalori.
Dapat disimpulkan bahwa kalor yang tersedia tidak cukup untuk mencairkan semua es menjadi air. Sebagian besar es telah mencair menjadi air tetapi sebagian kecil belum mencair. Air dan sisa es ini berada pada suhu 0oC.
Jawaban yang benar adalah C.
10. Soal UN 2007/2008 P4 No.15
Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20oC dimasukan ke dalam bejana air bermassa 100 gram dan suhu 80oC. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g oC dan kalor jenis air 1 kal/g oC, maka suhu akhir aluminium mendekati…
A. 20oC
B. 42oC
C. 62oC
D. 80oC
E. 100oC
Pembahasan
Diketahui :
Massa aluminium = 200 gram
Suhu aluminium = 20oC
Massa air = 100 gram
Suhu air = 80oC
Kalor jenis aluminium = 0,22 kal/g oC
Kalor jenis air = 1 kal/g oC
Ditanya : suhu akhir aluminium
Jawab :
Aluminium berada di dalam air sehingga suhu akhir aluminium = suhu akhir air.
Kalor yang dilepas air bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap aluminium bersuhu lebih rendah (Q serap)
mair c (ΔT) = maluminium c (ΔT)
(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)
(100)(80 – T) = (44)(T – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
T = 62oC
Jawaban yang benar adalah C.
11. Soal UN 2009/2010 P04 No.13
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 wadah 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
Pembahasan
Diketahui :
Massa logam (mlogam) = 50 gram
Suhu logam = 85oC
Massa air (mair) = 50 gram
Suhu air = 29,8oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal.g -1 .°C-1
Suhu akhir campuran = 37oC
Ditanya : kalor jenis logam (c logam)
Jawab :
Kalor yang dilepas logam bersuhu lebih tinggi (Q lepas) = kalor yang diserap air bersuhu lebih rendah (Q serap)
mlogam c (ΔT) = mair c (ΔT)
(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 kal.g -1 .°C-1
Jawaban yang benar adalah A.
12. Soal UN 2009/2010 P37 No.17
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
Pembahasan
Diketahui :
Massa es (mes) = 50 gram
Suhu es = 0°C
Massa air (mair) = 200 gram
Suhu air = 30oC
Kalor jenis air (cair) = 1 kal.g– 1 °C –1
Kalor lebur es (Les) = 80 kal.g –1
Ditanya : suhu akhir campuran
Jawab :
Terlebih dahulu perkirakan keadaan akhir :
Kalor yang dilepaskan oleh air untuk menurunkan suhunya dari 30oC sampai 0oC :
Qlepas = mair cair (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Kalor yang diperlukan untuk meleburkan semua es :
Qlebur = mes Les = (50)(80) = 4000
Kalor yang digunakan untuk meleburkan semua es hanya 4000 sedangkan jumlah kalor yang tersedia adalah 6000. Dapat disimpulkan bahwa suhu akhir campuran berada di atas 0oC.
Asas Black :
Kalor yang dilepas oleh air = kalor untuk meleburkan semua es + kalor untuk menaikan suhu air es
(mair)(cair)(ΔT) = (mes)(Les) + (mes)(cair)(ΔT)
(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)
(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
T = 2000/250
T = 8oC
Jawaban yang benar adalah B.
Suhu, kalor, perpindahan kalor, asas Black 165.38 KB
0 Response to "√Pembahasan Soal Resultan Gaya ⊗ Full Pembahasanya"
Posting Komentar