Contoh Soal Kalor dan Jawaban Lengkap SMA Kelas X – Kali ini admin akan membagikan contoh soal kalor khususnya pada sub bab perubahan wujud, contoh soal ini akan berdasar ke buku buku fisika untuk kelas X SMA karena sebenarnya kalor juga dibahas pada jenjang SMP, Jadi kalian tidak perlu khawatir karena kali ini contoh soal kalor dan jawaban yang admin berikan akan sesuai dengan yang kalian cari untuk lebih memahami materi kalor pada pelajaran fisika kelas X SMA. Langsung saja disimak contoh soal kalor dan jawaban berikut
1. Sepotong alumunium bermassa 220 g dan bersuhu 20ºC dimasukkan ke dalam air 100 g bersuhu 80ºC. Dengan mengabaikan pertukaran kalor dengan lingkungan, hitung suhu akhir campuran jika kalor jenis alumunium 900 J/kg K dan kalor jenis air 4.200 J/kg K.
Jawaban
Diketahui :
m1 = 220 g
T1 = 20ºC
c1 = 900 J/kg K
m2 = 100 g
T2 = 80ºC
c2 = 4.200 J/kg K
Ditanyakan : T ?
Jawab :
Q lepas = Q terima
m1 x c1 x ΔT1 = m2 x c2 x ΔT2
200 x 900 x (T-20) = 100 x 4200 x (80-T)
3(T-20) = 7(80-T)
10T = 620
T = 62ºC
Jadi suhu akhir dari campuran tersebut adalah 62ºC
Baca Juga : Penjelasan Suhu dan Termometer
2. Sebanyak 300 gram air dipanaskan dari 30ºC menjadi 50ºC. Jika massa jenis air adalah 1 kal/gºC atau 4.200 J/kg K, tentukan :a. banyaknya kalor yang diterima air tersebut dalam kalori b. banyaknya kalor yang diterima air tersebut dalam Joule
Jawaban
Diketahui :
m = 300 g
c = 1 kal/gºC
ΔT = 50ºC – 30ºC = 20ºC
Ditanyakan :
a. Q dalam kalori?
b. Q dalam Joule?
Jawab :
a. Q = m c ΔT
Q = 300 ⋅ 1 ⋅ 20
Q = 6000 kalori
Jadi, banyaknya kalor yang diterima air tersebut sebesar 6.000 kalori
b. diketahui bahwa kesetaraan kalori dan joule adalah 1 kalori = 4,2 Joule
Q = 6000 x 4,2 = 25.200 Joule
Jadi, banyaknya kalor yang diterima air tersebut sebesar 25.200 Joule
3. Sebanyak 320 gram campuran es dan air pada suhu 0ºC berada dalam bejana yang kapasitas kalornya dapat diabaikan. Kemudian, dimasukka 79 gram uap air yang bersuhu 100ºC ke dalam bejana tersebut. Suhu akhir menjadi 79ºC. Jika kalor lebur es 79 kal/g dan kalor penguapan air 540 kal/g, maka banyak air mula – mula adalah …
Jawaban
Diketahui :
m1+m2 = 320 g
T1 = T2 = 0ºC
m3 = 79 g
T3 = 100ºC
L es = 79 kal/g
L uap = 540 kal/g
T akhir = 79ºC
c air = 1 kal/ g
Ditanya : m2?
Jawab :
Q lepas = m3 ⋅ L uap + m3⋅ c air ⋅ ΔT3
Q lepas = 79 ⋅540 + 79 ⋅ 1 ⋅ (100-79)
Q lepas = 79 ⋅ 561
Q terima = m1 ⋅ L es + m1 ⋅ c air ⋅ ΔT2 + m2 ⋅ c air ⋅ ΔT2
Q terima = (320-m2)79 + (320-m2) (1) (79-0) + m2 (1) (79-0)
Q terima = (640-m2)79
Q lepas = Q terima
79(561) = (640-m2)79
561 = 640-m2
m2 = 79 gram
Jadi, massa air mula mula adalah 79 gram
4. Di dalam sebuah bejana terdapat 0,5 kg air bersuhu 30ºC. Ke dalam bejana tersebut dimasukkan sepotong es bersuhu -20ºC sebanayk 0,4 kg. Diketahui kalor lebur es 3,36 x 10^5 J/kg. Jika pertukaran kalor hanya terjadi antara air dan es, tentukan suhu akhir kesetimbangan termal
Jawaban
Diketahui :
m air = 0,5 kg
T air = 30ºC
c air = 4.200 J/kg C
L = 3,36 x 10^5 J/kg
T es = -20ºC
c es = 2.100 J/kg C
Ditanyakan : T akhir?
Jawab :
misal Q3 adalah kalor yang dilepaskan oleh air dari 30ºC ke 0ºC
Q3 = m air ⋅ c air ⋅ ΔT
Q3 = 0,5 ⋅ 4200 ⋅ 30
Q3 = 6.300 Joule
Q1 adalah kalor untuk merubah es bersuhu -20ºc menjadi es bersuhu 0ºC
Q1 = m es ⋅ c es ⋅ ΔT
Q1 = (0,4) (2100) (0-(-20))
Q1 = 16.800 Joule
Q2 adalah kalor yang diserap es untuk melebur
Q2 = m es ⋅ L
Q2 = (0,4) (3,36 x 10^5)
Q2 = 134.400 J
kalor yang diserap es Q1 + Q2 = 151.200 Joule
Ternyata, kalor yang diserap es lebih besar dari pada kalor yang dilepas oleh air. Berarti, kalor yang dibutuhkan untuk mencair lebih besar daripada kalor yang dilepaskan air sampai 0ºC. Berarti. hanya sebagian es saja yang mencair dan suhu kesetimbangan termal adalah 0ºC
5. Sepotong aluminium bermassa 2 kg dan suhunya 30°C. Kalor jenis alumunium 900 J/kg C. Jika suhu batang dikehendaki menjadi 80°C maka hitunglah jumlah kalor yang harus diberikan pada batang alumunium tersebut
Jawaban
Diketahui :
m = 2 kg
c = 900 J/kg C
ΔT = 80-30 = 50°C
Ditanyakan : Q?
Jawab :
Q = m c ΔT
Q = (2) (900) (50)
Q = 90.000 Joule
Jadi, kalor yang dibutuhkan adalah 90.000 Joule
6. Sebuah cincin perak 5 gram suhunya 30°C. Cincin tersebut dipanaskan dengan memberi kalor sejumlah 5 kal sehingga suhu cincin menjadi 47,5°C. Hitunglah nilai kalor jenis cincin perak tersebut.
Jawaban
Diketahui :
m = 5 g
Q = 5 kal
ΔT = 47,5-30 = 12,5°C
Ditanyakan : c?
Jawab :
Q = m c ΔT
5 = (5) (c) (12,5)
c = 5/87,5
c = 0,057 kal/gr C
Jadi kalor jenis cincin tersebut adalah 0,057 kal/gr C
7. Sebuah balok es bermassa 1 kg dengan suhu -20°C dipanaskan pada tekanan 1 atm sehingga berubah menjadi uap air, hitunglah kalor yang diperlukan
Jawaban
Diketahui :
m = 1 kg
c es = 2,05 kJ/kg C
L es = 334 kJ/kg
c air = 4,18 kJ/kg C
L air = 2,26 x 10^3 kJ/kg C
Ditanyakan : Q?
Jawab :
Q1 adalah kalor untuk mengubah suhu es dari -20°c ke 0°C
Q1 = m ⋅ c es ⋅ ΔT1
Q1 = (1) (2,05) (20)
Q1 = 41 kJ
Q2 adalah kalor untuk mengubah es menjadi air
Q2 = m ⋅ L es
Q2 = (1) (334)
Q2 = 334 kJ
Q3 adalah kalor untuk menaikkan suhu air dari 0°C menjadi 100°C
Q3 = m ⋅ c air ⋅ ΔT
Q3 = (1) (4,18) (100)
Q3 = 418 kJ
Q4 adalah kalor untuk mengubah air menjadi uap air
Q4 = m ⋅ L air
Q4 = (1) (2,26×10^3)
Q4 = 2260 kJ
Jumlah total kalor yang dibutuhkan
Q = Q1+Q2+Q3+Q4
Q = 41+334+418+2260
Q = 3050 kJ
Jadi total kalor yang dibutuhkan adalah 3.050 kJ
sumber :
BSE Fisika untuk SMA/MA karangan Karyono,dkk
BSE Mudah dan Aktif Belajar Fisika karangan Dudi Indrajit
