Tuesday, 21 April 2015

contoh soal suhu dan kalor beserta pembahasannya

Contoh soal suhu dan kalor beserta pembahasannya
Soal tingkat 1
 Konversi suhu
1. Konversikanlah suhu berikut kedalam °C, °F, °R atau K
 a. 60 °C
 b. 95 °F

Penyetaraan thermometer
 2. Sebuah thermometer X yang tidak diketahui skalanya apabila dimasukkan ke air mendidih akan menunjukkan suhu 100 °X sementara apabila dimasukkan ke dalam es mencair akan menunjukkan suhu 0 °X.
Berapakah angka yang ditunjukkan oleh thermometer X jika diletakkan pada suhu kamar 32 °C?
Muai panjang, luas, dan ruang

3. Sebuah tembaga dengan panjang mula-mula 10 m pada suhu 20°C dan koefisien muai panjang α = 2 x 10-4 °C-1. Berapakah panjang tembaga yang dipanaskan sampai suhu 60°C?

4. Sama seperti soal diatas, apabila lebarnya 5 m. berapakah luasnya jika dipanaskan pada suhu 60°C?

5. Sebuah kubus mempunyai sisi 0,2 m. Apabila koefisien muai panjang kubus tersebut adalah α = 3 x 10-4 °C-1 tentukanlah volume kubus tersebut pada kenaikan suhu 30°C.
Kalor, kapasitas kalor dan kalor jenis

6. Air bermassa 0.25 kg didinginkan dari suhu 45°C menjadi 15°C apabila kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C berapakah kalor yang dibutuhkan?

7. Kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C berapakah kapasitas kalor air yang bermassa 2 kg?

8. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan 0.8 kg es yang bersuhu -6°C jika kalor jenis es = 2100 J/kg°C dan kalor lebur es adalah 333 x 105 J/kg°C ? Air yang tumpah pada bejana

9. Sebuah bejana 95% ruangnya diisi oleh air . Bejana tersebut memiliki volume 12 L. jika koefisien muai ruang air adalah 2.1 x 10-4 °C-1 dan koefisien muai panjang bejana adalah 12 x 10-6°C-1. Berapakah volume air yang tumpah?

 Jawaban:
1. 60 °C
100 °C : 80 °R = 5 : 4 = TC : TR
masukkan angkanya 5 : 4 =60 : TR
Maka TR = 48 °R

100 °C : 180 °F = Tc : (TF – 32)
5 : 9 = 60 : (TF – 32)
(TF – 32) = 60 x 9/5 TF
= 108 + 32 TF = 140 °F

TK = 273 + Tc
= 273 + 60
= 333 K

 b. 95 °F
5 : 9 = Tc : (TF – 32)
5 : 9 = Tc : (95 – 32)
5 : 9 (63) = Tc
Tc = 35 °C
 Untuk mengkonversikan farenheit ke reamur akan lebih mudah jika kita mengkonversikan ke celcius terlebih dahulu sehingga tidak perlu menghapal terlalu banyak rumus.
 Jadi, 5 : 4 = TC : TR
5 : 4 = 35 : TR
TR = 28 °R
Begitu juga dengan konversi dari farenheit ke Kelvin, lebih mudah jika dikonversikan ke celcius terlebih dahulu. Jadi, TK = 273 + Tc TK = 273 + 28 = 301 K

 2. Buat skalanya Perbandingan skala thermometer X dan celcius adalah
 Tx : T°C = 80 :100
Tx : T°C = 4 : 5
 Tx = (5/4) Tc
Tx = (5/4) 32
 = 40 °C
 3. Rumus muai panjang
Diketahui:
 L0= 10 m
α = 2 x 10-4 °C-1
 LT =L0 + ∆L
 LT =L0 + L0 α (T2 – T1 ) dimana ∆L= L0 α ∆T


LT = 10 m + (10 m)( 2 x 10-4 °C-1)( 60°C - 20°C)
     = 10 m + (800 x 10-4 m)
     = 10,08 m

14.      Diketahui:
L0 = 10 m
W0=  5 m
α = 2 x 10-4 °C-1
Tawal = 20°C
Takhir = 60°C

Ditanya:
AT=?
Jawab


Rumus pertambahan luas

AT  = A0 + A0 2α (T2 – T1 )     dimana ∆A= A0 α ∆T
AT = (10m)(5m) + (50m2)2(2 x 10-4 °C-1)( 60°C – 20°C)
AT = 50m2 + 8 x 10-1 m2

25.      Diketahui:
S = 0.2 m
α= 3 x 10-4 °C-1
∆T = 30°C
Ditanya:
Volume setelah pemanasan (Vt)
Jawab:
VT  = V0 + V0 3α (T2 – T1 )
      = (0.2 m)3 + (0.2 m)33(3 x 10-4 °C-1)(30 °C)
      = 0.8 m3 + 216 x 10-4 m3
         = 0.8216 m3

36.      Diketahui:
m = 0.25 kg
c = 4200 J/kg°C
Tawal = 45°C
Takhir = 15°C
Ditanya:
Q
Q = mc∆T
Q =  (0.25 kg)( 4200 J/kg°C ) (15°C – 45°C)
Q = -31500 J
Tanda negative berarti melepaskan kalor.

47.      Diketahui:
c=4200 J/kg°C
m= 2 kg
ditanya:
C=mc
C=(2 kg)( 4200 J/kg°C)
C = 8400 J/°C

58.      Mes = 0.8 kg
Tawal  = -6°C
ces = 2100 J/kg°C
Lf =333 x 105 J/kg°C
Ditanya:
Q keseluruhan
Pertama tinjau dari Qes dari -6 °C sampai 0 °C
Qes = mescesT
       = (0.8 kg)( 2100 J/kg°C)(0 °C –(- 6 °C)
       = 10080 J
Lalu tinjau dari kalor lebur es
Qlebur = m Lf
              = (0.8 kg)( 333 x 105 J/kg°C)
           = 266.4 x 105 J
Maka Q keseluruhan adalah Qes + Qlebur
 = 10080 J + 266.4 x 105 J
 = 267.4 x 105 J

69.      Diketahui:
Vbejana = 12 L
Vcairan = 11.4 L
Γair = 2.1 x 10-4 °C-1
α=12 x 10-6°C-1.
Tawal = 20°C
Takhir = 100°C
Dit
volume cairan yang tumpah?
Jawab:
Ketika air dipanaskan, bejana akan ikut memuai. Jadi kita harus menghitung pertambahan volume bejana maupun air.
Vair = V0 Γcairan ∆T
         = (11.4 L)( 2.1 x 10-4 °C-1)(100°C – 20 °C)
          = 1915.2 x 10-4L
Vbejana = V03 α ∆T
                = (12 L)3(12 x 10-6°C-1)(80 °C)
               = 34560 x 10-6 L
                = 345.6 x 10-4 L
Maka volume air yang tumpah adalah
=∆Vair - Vbejana
= 1915.2 x 10-4L - 345.6 x 10-4 L
= 1569.6 L
 

3 comments:

  1. Makasih bgt bro info nya, sangat bermanfaat buat saya. hehe
    Jangan Lupa mampir ke blog EXPO Lowongan Kerja Terbaru ane ya Lowongan Kerja BANK

    ReplyDelete
  2. iya sama-sama, makasih juga link websitenya :)

    ReplyDelete