SUHU DAN KALOR (soal dan pembahasan)

soal dan pembahasan soal KALOR SMA 

BAB: suhu, kalor  dan perpindahan kalor
sub bab: suhu, pemuaian,  kalor, azas black, konduksi kalor, konveksi kalor, radiasi kalor

1.       saat suhunya dinaikkan sebesar 100° C baja yang panjangnya 1 m bertambah panjang 1 mm. berapakah Pertambahan panjang batang baja lain dengan panjang 60 cm jika suhunya bertambah 20° C adalah ....
a. 0,12 mm
b. 0,24 mm
c. 0,60 mm
d. 0,72 mm
e. 0,84 mm

JAWAB: A
perbandingan dengan rumus pemuaian panjang

2.      Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah ....

a. indra tangan

b. lidah

c. termometer

d. barometer

e. hydrometer

JAWAB: C

3.       Suhu 30° C sama dengan ....

a. 25° R

b. 24° R

c. 30° R

d. 35° R

e. 40° R

JAWAB: B

pembahasan:

reamur ke celcius

perbandingan R dan C

R : C = 4 : 5

maka,

R = (4/5).C

R = 0,8 . 30 = 24 C


4.      Dua batang besi A dan B bersuhu 20° C dengan panjang berbeda masing masing 4 m dan 6 m. Saat dipanasi sampai suhu 50° C, ternyata batang besi A panjangnya menjadi 4,15 m. Jika besi B dipanasi sampai suhu 60° C , maka panjang akhirnyanya menjadi ....
a. 6,10
b. 6,20
c. 6,25
d. 6,30
e. 6,45
JAWAB

5.      Jika 75 g air yang bersuhu 0° C dicampur dengan 50 g air yang bersuhu100° C, maka suhu akhir campuran kedua air tersebut adalah ....
a. 25° C
b. 40° C
c. 60° C
d. 65° C
e. 75° C

jawab: B

pembahasan:

rumus azas black

Qlepas = Qterima

m.c.ΔT = m.c.ΔT

75. (T-0) = 50 (100 - T)

75T = 5000 - 50T

125T = 5000

T = 40 C

6.      Dua benda hitam yang sejenis masing-masing bersuhu 327° C dan 27° C. Jika kedua benda tersebut memancarkan energi dalam bentuk radiasi maka perbandingan jumlah energi per detik yang dipancarkan adalah ....
a. 1 : 4
b. 4 : 1
c. 1 : 16
d. 16 : 1
e. 8 : 3
kunci jawaban: D
pembahasan:
rumus radiasi kalor:
Q = e.σ.A.T⁴

perbandingan Q dan T⁴

Q₁ : Q₂ = T₁⁴ : T₂⁴

Q₁ : Q₂ = (327+273)⁴ : (27 +273)⁴

Q₁ : Q₂ = 600⁴ : 300⁴

Q₁ : Q₂ = 2⁴ : 1⁴

Q₁ : Q₂ = 16 : 1

7.       Perpindahan energi oleh pancaran sinar matahari dinamakan ....
a. konduksi
b. radiasi
c. isolasi
d. konveksi
e. tidak langsung
jawab : C

8.      Suatu benda hitam bersuhu 27° C memancarkan energi R. Jika benda hitam tersebut dipanaskan menjadi sampai 327° C, maka energi yang dipancarkan menjadi ....
a. 2 R
b. 4 R
c. 6 R
d. 12 R
e. 16 R

jawab: E

pembahasan:
rumus radiasi kalor:
Q = e.σ.A.T⁴

perbandingan Q dan T⁴

Q₁ : Q₂ = T₁⁴ : T₂⁴

Q₁ : Q₂ = (327+273)⁴ : (27 +273)⁴

Q₁ : Q₂ = 600⁴ : 300⁴

Q₁ : Q₂ = 2⁴ : 1⁴

Q₁ : R = 16 : 1

Q₁  = 16 R

9.      Jika api kompor diperbesar pada saat air yang ditumpangkan di atasnya sedang mendidih, maka ….
a. suhu air tetap
b.kecepatan air mendidih bertambah
c. suhu air bertambah
d. kecepatan air mendidih tetap
e. air terbakar
jawab : A

10.   Panjang sebuah batang logam pada suhu 25° C adalah 100 cm. Jika koefisien muai panjang logam 1,33 × 10/°C, maka panjang batang pada suhu 100° C adalah ….
a. 100 cm                      d. 100,3 cm
b. 100,1 cm                   e. 100,4 cm
c. 100,2 cm
jawab:
pembahasan:
rumus pemuaian panjang / linier

Δl = l₀ . α . ΔT

Δl = 100 . 33.10⁻⁵ . (100 - 250)

Δl = 0,1 cm

l = lo + Δl = 100 + 0,1 = 100,1 cm

11.   Suatu gas memiliki volume 100 cm³ pada temperatur 0° C dan tekanan1 atm. Jika temperatur dinaikkan menjadi 50° C dan tekanan menjadi 2 atm, maka volume gas tersebut menjadi ….
a. 45,5 cm³        d. 229,3 cm³
b. 44,5 cm³        e. 38,4 cm³
c. 59,2 cm³

jawab: C

12.   Kalor jenis es 0,5 kal/g °C, kalor lebur es 80 kal/g, dan kalor jenis air 1 kal/g °C. Setengah kilogram es bersuhu -20° C dicampur dengan sejumlah air yang bersuhu 20° C, sehingga mencapai keadaan akhir berupa air seluruhnya dan bersuhu 0° C. Massa air mula-mula adalah ….

a. 1 kg                d. 2,5 kg

b. 1,25 kg           e. 3,25 kg

c. 2,25 kg

JAWAB: C

rumus azas black:

Qlepas = Qterima

Qair = Qes

m.c.ΔT = m.c.ΔT + m.L

m.1. (20 - 0) = 0,5 . 0,5 . (0 - -20) + 0,5 . 80

20 m = 5 + 40

20m = 45

m = 45/20

m = 2,25 kg

13.   Sebatang besi bermassa 1 kg memiliki suhu 20° C. Suhu besi dinaikkan menjadi 30° C dengan sebuah pemanas listrik berdaya 1 kW. Jika efisiensi pemanas 100% dan waktu yang diperlukan 20 sekon, maka kapasitas kalor besi adalah ….

a. 1.000 J/°C     d. 1.800 J/°C
b. 1.200 J/°C     e. 2.000 J/°C
c. 1.500 J/°C

jawab: E
pembahasan:

hubungan / konversi kalor menjadi energi atau daya listrik

Q = P.t

m.c.ΔT = P.t

C.ΔT = P.t

C . (30 - 20) = 1000 . 20

C . 10 = 20000

C = 2000 J/°C

14.   Suhu suatu zat bila diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukkan angka 62° F. Bila suhu benda tersebut diukur dengan termometer Celsius menunjukkan angka … .

a. 16,7 °C                       d. 52,2 °C
b. 22,2 °C                       e. 54,0 °C
c. 34,2 °C

jawab: A
rumus celcius ke fahrenheit


15. Pada sebuah termometer skala X, titik beku air adalah 10°X dan titik didih air adalah 70°X. Bila suhu suatu zat diukur dengan termometer skala X adalah 25°X, maka bila diukur dengan termometer Celsius menunjukkan angka … .
a. 15 °C d. 24 °C
b. 18 °C e. 25 °C
c. 20 °C

JAWAB: E

rumus persamaan umum termometer


17. Dalam ruang tertutup berisi sejumlah gas yang dipanaskan pada proses isotermis, ternyata volume gas diperkecil menjadi 1/4 kali semula. Maka tekanan gas menjadi … .
a. tetap                      d. 4 kali semula
b. 1/8 kali semula    e. 8 kali semula
c. 1/4 kali semula
JAWAB: D

18. Sejumlah gas berada di dalam ruang tertutup dengan volume 5 liter, tekanan a atm, dan suhu 87 °C. Bila volume gas dijadikan setengahnya dan suhu diturunkan menjadi 27 °C, maka tekanan gas menjadi … .
a. 3/5 kali semula
b. 3/2 kali semula
c. 3/4 kali semula
d. 2/ 3 kali semula
e. 5/3kali semula

jawab:
pembahasan:

rumus boyle - gay lussac : pemuaian gas



19. Sebuah benda massanya 100 gram dan suhunya 30 °C didinginkan hingga suhunya menjadi 0°C. Jika kalor jenis benda itu 2.100 J/kg°C, maka kalor yang dilepaskan benda itu sebesar … .
a. 6,3 kJ              d. 63 kkal
b. 6,3 kkal          e. 630 kJ
c. 63 Kj

JAWAB: A
pembahasan:
m = 100 gr = 0,1 kg

rumus kalor:

Q = m . c . ΔT
Q = 0,1 . 2100 . (30 - 0)
Q = 6300 J = 6,3 kJ

20. Balok es yang massanya 100 gram dan bersuhu -5 °C dicampur dengan 100 gram air bersuhu 50 °C. Bila kalor jenis es 0,5 kal/g°C dan kalor jenis air 1 kal/g°C, maka setelah terjadi kesetimbangan termal, suhu campurannya adalah … .
a. -10 °C             d. 10 °C
b. 0 °C                e. 20 °C
c. 5 °C
JAWAB: B

rumus azas black:

Qlepas = Qterima

Qair = Qes

m.c.ΔT = m.c.ΔT + m.L

100.1. (50 - T) = 100 . 0,5 . (0 - -5) + 100 . 80

kedua ruas di bagi 100

50 - T = 2,5 + 80

T = 50 - 82,5

T = - 32,5 C

karena T diluar rentang -5 C sampai 50 C, maka suhu akhir adalah 0 C denga sebagian es menjadi air atau sebagian air menjadi es

21. Dua batang logam sejenis A dan B memiliki perbandingan luas penampang lintang 2 : 1, sedangkan panjang 4 : 3. Bila beda suhu antara kedua ujungnya sama, maka perbandingan laju hantaran kalor pada A dan B adalah … .
a. 2 : 3                 d. 8 : 3
b. 3 : 2                 e. 1 : 1
c. 3 : 8
JAWAB: B



22. Perbandingan laju kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam bersuhu 2.000 ºK dan 4.000 ºK adalah … .
a. 1 : 1                 d. 1 : 8
b. 1 : 2                 e. 1 : 16
c. 1 : 4

JAWAB: E
pembahasan:

rumus radiasi kalor:

Q = e.σ.A.T⁴

perbandingan Q dan T⁴

Q₁ : Q₂ = T₁⁴ : T₂⁴

Q₁ : Q₂ = 2000⁴ : 4000⁴

Q₁ : Q₂ = 1⁴ : 2⁴

Q₁ : Q₂ = 1 : 16

23. Bacaan skala Fahrenheit sama dengan skala Celcius pada suhu ....
a. -72 °C             d. -48° C
b. -40 °C             e. 0 °C
c. -32 °C

JAWAB: B

24. Pada suatu termometer x, titik beku air adalah 10°X dan titik didih air adalah 240°X. Bila suatu benda diukur dengan termometer Celcius suhunya 50°C, maka bila diukur dengan termometer X suhunya adalah ....
a. 80                    d. 140
b. 100                  e. 160
c. 125
JAWAB: C

pembahasan:

rumus umum termometer:



25. Sebuah balok es bermassa 0,5 kg dengan suhu -40°C dicampur dengan air yang massanya 1 kg suhunya 50°C. Jika diketahui kalor jenis es 0,5 kal/g°C dan kalor lebur es 80 kal/g, maka campuran di atas mencapai keadaan akhir berupa ....
a. es seluruhnya dengan suhu t = 0°C
b. es dan air dengan suhu t = 0°C
c. air seluruhnya dengan suhu t = 0°C
d. air dengan suhu t = 4°C
e. es dengan suhu t = -4°C

JAWAB: A

pembahasan:

Qair lebih besar dari Q es, sehingga es menjadi air pada suhu 0 C

terima kasih. fisika sekolah madrasah blog