A. Konsep Suhu dan Kalor
1. Pengertian Suhu dan Kalor
Suhu adalah derajad panas dinginnya suatu benda. Diukur dengan termometer.
Kalor adalah salah satu bentuk energi. Satuan kalor Joule atau kalori, dimana 1 joule = 0,24 kalori atau 1 kalori = 4,18 joule
2. Penentuan Skala Suhu dan Kalor
- Menentukan Titik Tetap Bawah (TTB) berdasar suhu es melebur.
- Menentukan Titik Tetap Atas (TTA) berdasar suhu air mendidih.
- Membuat Pembagian Skala yaitu TTA dikurangi TTB.
3. Jenis-jenis Skala Suhu
Macam – macam satuan skala termometer :
1. Termometer skala Celcius, titik didihnya 100 °C dengan titik beku 0 °C. Sehingga dari 0 °C – 100 °C, dibagi dalam 100 skala.
2. Termometer skala Reamur, titik didihnya 80 °R dengan titik beku 0 °R. Sehingga dari 0 °R – 80 °R, dibagi dalam 80 skala.
3. Termometer skala Kelvin, titik didihnya 373 K dengan titik beku 273 K. Sehingga dari 273 K – 373 K, dibagi dalam 100 skala.
4. Termometer Fahrenheit, titik didihnya 212 °F dengan titik beku 32 °F. Sehingga dari 32 °F – 212 °F, dibagi dalam 180 skala.
5. Termometer Rankine, titik didihnya 672 °Rn dengan titik beku 492 °Rn. Sehingga dari 492 ° Rn – 672 °Rn, dibagi dalam 180 skala.
B. Pengaruh Kalor Terhadap Zat
1. Perubahan Suhu Zat
Kalor yang diperlukan untuk perubahan suhu : Q = m . c . Δt
C = m.c
2. Kalor jenis dan kapasitas kalor
3 Perubahan Wujud Zat
Kalor yang diperlukan untuk proses melebur : Q = m . L , dengan L = kalor lebur.
Kalor yang diperlukan untuk proses menguap : Q = m . U , dengan U = kalor uap.
C. Konversi Skala Suhu
Konversi skala suhu berdasarkan perbandingan skala–skala termometer.
Perbandingan Pembagian Skala C, R, F, K, Rn
C : R : F : K : Rn = 100 : 80 : 180 : 100 : 180
= 5 : 4 : 9 : 5 : 9
Dalam perhitungan menjadi :
D. Pemuaian
1. Pemuaian Panjang (Linier)
Pertambahan panjang : Δl = lo . α. Δt
Panjang akhir : lt = lo + Δl atau lt = lo ( l + α . Δt )
α = koefisien muai panjang (/°C )
2. Pemuaian Bidang ( Luas )
Pertambahan luas : ΔA = Ao β Δt
Luas akhir : At = Ao + ΔA atau At = Ao ( 1 + β Δt )
β = Koefisien muai luas zat cair ( /°C ), untuk zat padat β = 2 α
3. Pemuaian Ruang ( volume )
Pertambahan volume : ΔV = Vo .γ. Δt
Volume akhir : Vt = Vo + Δt atau Vt = Vo ( 1 + γ . Δt )
γ = koefisien muai ruang zat cair (/°C ), untuk zat padat γ = 3 α = 1,5 β
4. Pemuaian Volume Gas
Pemuaian volume gas : Vt = Vo ( 1 + γ Δt ) dengan
Persamaan gas ideal : pV = n.R.T
a. Pada saat tekanan gas konstan, berlaku hukum Gay Lussac
Soal-Soal Latihan Akhir Bab 11
I. Pilihlah jawaban yang paling tepat !
1. Suhu suatu benda di ukur dengan termometer skala Celcius adalah 100 °C. Suhu benda tersebut jika di ukur dengan termometer skala Fahrenheit adalah ....
a. 80 °F
b. 100 °F
c. 212 °F
d. 273 °F
e. 373 °F
2. Suatu benda di ukur suhunya dengan termometer skala Fahrenheit menunjukkan 68 °F. Jika suhu benda tersebut di ukur dengan termometer skala Reamur maka menunjukan angka ....
a. 8 °R
b. 16 °R
c. 32 °R
d. 48 °R
e. 64 °R
3. Suhu tubuh Akmal adalah 104 oF. Jika dinyatakan dalam Celcius suhu tubuh Akmal adalah ….
a. 20 °C
b. 25 °C
c. 30 °C
d. 35 °C
e. 40 °C
4. Suhu permukaan matahari kira-kira 6000 K. Jika dinyatakan dalam skala Celcius
suhu matahari adalah ....
a. 5527 °C
b. 5627 °C
c. 5727 °C
d. 5827 °C
e. 5927 °C
5. Titik lebur emas adalah 1064 °C. Jika dinyatakan dalam suhu mutlak menjadi ....
a. 1237 K
b. 1337 K
c. 1437 K
d. 1537 K
e. 1637 K
6. Suhu suatu zat 212 oF, maka suhu mutlaknya adalah ....
a. 237 K
b. 273 K
c. 337 K
d. 373 K
e. 375 K
7. Suhu 62 °F = …….°C
a. 16.7 d. 52,2
b. 22,2 e. 54,0
c. 34,4
8. Suhu dalam suatu ruangan ber AC adlah 59 °F. Dalam °C suhu ruangan adalah ….
a. 20 °C
b. 15 °C
c. 10 °C
d. 25 °C
e. 18 °C
9. Termometer Celcius dan Fahrenheit memiliki suhu yang sama pada nilai….
a. - 40 ° d. 15 °
b. -12,5 ° e. 40 °
c. 0 °
10. Termometer Celcius dan Reamur memiliki suhu yang sama pada nilai….
a. - 40 ° d. 15 °
b. -12,5 ° e. 40 °
c. 0 °
11. Suatu zat bersuhu 40 °R. Jika diukur dengan termometer Fahrenhait, Celcius, dan Kelvin akan menunjukkan skala ….
a. 122 °F, 50 °C, 323 K
b. 132 °F, 50 °C, 327 K
c. 90 °F, 20 °C, 323 K
d. 90 °F, 50 °C, 323 K
e. 122 °F, 20 °C, 327 K
12. Pada termometer X titik lebur es 5 °X dan titik didihnya 165 °X. Jika termometer X menunjukkan angka 45 °X, maka jika diukur dengan termometer Celcius menunjukkan angka ….
a. 15 °C
b. 20 °C
c. 25 °C
d. 27,5 °C
e. 30 °C
13. Sebuah termometer X memiliki titik atas 80 °X dan titik bawah 20 °X . Jika termometer Celcius menunjuk angka 50 °C. maka termometer X menunjuk angka ….
a. 30° d. 60°
b. 40° e. 75°
c. 50°
14. Hasil percobaan pengukuran suhu fluida dengan termometer A dan B adalah sebagai berikut :
|
No. |
Fluida |
Pembacaan Termometer |
|
|
A |
B |
||
|
1. |
X |
0 ° |
-10 ° |
|
2. |
Y |
100 ° |
110 ° |
|
3. |
Z |
600 ° |
t |
Nilai t dalam tabel tersebut adalah ….
a. 40 °
b. 50 °
c. 62 °
d. 72 °
e. 82 °
15. Sebuah termometer dengan skala bebas °X memiliki titik beku air pada - 40 °X dan titik didih air 160 °X. Pada saat termometer tersebut terbaca 15 °X maka termometer Celcius terbaca ....
a. 27,5 °C
b. 27,6 °C
c. 27,7 °C
d. 27,8 °C
e. 27,9 °C
16. Termometer X menunjukkan angka - 30 °X pada titik beku air dan 90 °X pada titik didih air. Suhu 60 °X sama dengan ....
a. 75 °C
b. 76 °C
c. 77 °C
d. 78 °C
e. 79 °C
17. Penggaris sepanjang 1 m terbuat dari besi dengan koefisien muai panjang 1,2 x 10-5 /K, dipanaskan dari suhu 10 °C menjadi suhu 110 °C, maka panjang penggaris menjadi ….
a. 1,0012 m d. 1,019 m
b. 1,0019 m e. 1,12 m
c. 1,012 m
18. Sebuah plat kuningan memiliki luas penampang 80 cm2, dipanaskan dari suhu 20 °C menjadi 170 °C. jika koefisien muai panjang kuningan 1,8 x 10-5 /K, maka pertambahan luasnya adalah ….
a. 0,234 cm2 d. 0,543 cm2
b. 0,324 cm2 e. 0,832 cm2
c. 0,432 cm2
19. Gas dalam ruangan tertutup mempunyai volume 5 liter, tekanan a atm dan suhu 87 °C. Jika volume gas diubah menjadi setengahnya dan suhu diturunkan menjadi 27 °C maka tekanan gas menjadi … kali semula.
a. 3/5
b. 2/3
c. ¾
d. 3/2
e. 5/3
20. Pelat tipis dari logam panjangnya 10cm dan lebarnya 15 cm pada suhu 20oC. Jika plat tersebut dipanaskan sampai dengan suhu 100oC ternyata luasnya 150,15 cm2. Koefisein muai panjang logam tersebut adalah ….
a. 1,25 x 10-6/°C
b. 1,50 x 10-6/°C
c. 6,25 x 10-6/°C
d. 2,50 x 10-6/°C
e. 9,30 x 10-6/°C
21. Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 10 cm pada suhu 10 °C dan koefisien muai panjang logam itu 0,000012 / °C. Maka pada suhu 260 °C luas pelat akan bertambah sebesar ... m2.
a. 0,0001248
b. 0,001248
c. 1,248
d. 2,248
e. 2,132
22. Sebatang logam panjangnya 50,00 cm pada suhu 10 °C dan 50,05 cm pada suhu 110 °C. Maka koefisien muai panjang baja itu adalah ... /°C.
a. 0,0005
b. 0,00005
c. 0,00005
d. 0,000005
e. 0,0000005
23. Karena suhunya ditingkatkan dari 0 °C menjadi 100 °C. suatu batang baja yang panjangnya 1 m bertambah panjang 1 mm. Maka pertambahan panjang suatu panjang baja yang panjangnya 60 cm jika dipanaskan dari 0 °C sampai120 °C adalah ….
a. 0,50 mm
b. 0,60 mm
c. 0,72 mm
d. 1,20 mm
e. 2,40 mm
24. Sebuah balok dengan sisi 20 cm dipanaskan dari suhu 10 °C menjadi 160 °C. Jika balok terbuat dari besi dengan koefisien muai panjang 1,2 x 10-5 /K, maka volume akhir dari balok adalah ….
a. 8003,2 cm3 d. 8033,2 cm3
b. 8014,2 cm3 e. 8043,2 cm3
c. 8023,2 cm3
25. Batang tembaga panjang 50 cm dengan luas penampang 1 cm2. Salah satu ujungnya berada pada air yang mendidih, dan ujung yang lain ditempatkan pada 500 gram es yang sedang mencair selama 5 menit. Jika koefisien konduksi termal tembaga 400 J/msK, kalor lebur es 330 kJ/kg, maka banyaknya es yang melebur adalah ….
a. 24 gram
b. 40 gram
c. 80 gram
d. 200 gram
e. 240 gram
26. Sepotong besi panjangnya 1 meter dipanaskan dari suhu 25 ºC menjadi 125 ºC. Jika koefisien pemuaian linier besi 11 x 10 /ºC panjang besi tersebut menjadi.… .
a. 1,1 m
b. 1,10 m
c. 1,11 m
d. 1,011 m
e. 1,0011 m
27. Sebatang logam pada suhu 50 °C panjangnya adalah 1 m. Bila dipanaskan hingga mencapai suhu 70 °C bertambah panjang 0,4 mm. Pertambahan panjang logam bila suhu dinaikkan hingga 125 °C adalah ….
a. 1,2 mm
b. 1,6 mm
c. 0,2 mm
d. 0,6 mm
e. 1 mm
28. Yang mengalami perubahan panjang paling besar adalah ....
|
Abjad |
Bahan |
Koefisien muai panjang |
Panjang mula-mula |
Suhu awal |
Suhu akhir |
|
A. |
Timbal |
29 X 10-6/°C |
2 m |
20 °C |
25 °C |
|
B. |
Aluminium |
25 X 10-6/°C |
3 m |
22 °C |
27 °C |
|
C. |
Kuningan |
19 X 10-6/°C |
2 m |
20 °C |
25 °C |
|
D. |
Tembaga |
17 X 10-6/°C |
3 m |
24 °C |
29 °C |
|
E. |
Besi |
12 X 10-6/°C |
3 m |
25 °C |
30 °C |
29. Gas pada suhu tetap, memiliki volume 4 liter pada tekanan 1 atm. Volume gas pada tekanan 1,5 atm adalah ….
a. 1,67 liter d. 4,67 liter
b. 2,67 liter e. 5,67 liter
c. 3,67 liter
30. Pada tekanan tetap 0,8 atm, volume gas 4 liter pada suhu 27 °C, volume gas pada suhu 127 °C adalah ….
a. 3,33 liter d. 6,33 liter
b. 4,33 liter e. 7,33 liter
c. 5,33 liter
31. Suatu gas dalam ruang tertutup memiliki tekanan 1 atm, suhu 27 °C dan volume 2,4 liter. Gas tersebut mengalami pemuaian pada tekanan tetap. Volume gas pada suhu 127 °C adalah
a. 3,0 liter d. 3,3 liter
b. 3,1 liter e. 3,4 liter
c. 3,2 liter
32. Jika pada suhu 20 °C massa jenis emas 19,30 gr/cm3, koefisien muai panjang emas 1,42 x 10-5 /°C, maka massa jenis emas pada suhu 90 °C adalah ….
a. 19,30 gr/cm3 d. 19,25 gr/cm3
b. 19,28 gr/cm3 e. 19,24 gr/cm3
c. 19,27 gr/cm3
33. Sebuah kaca berukuran 4 m2 pada suhu 30 °C. Luas kaca tersebut pada suh 130 °C adalah ….. (koefisien muai panjag kaca a = 9 x 10-6/K.)
a. 4,72 m2
b. 4,072 m2
c. 4,0072 m2
d. 4,00072 m2
e. 4,000072 m2
34. Sebuah panci aluminium memiliki volume 1000 cm3 pada suhu 60 °C dan volume 1003 cm3 pada suh 100 °C, koefisien muai panjang aluminimum adalah ….
a. 0,25 . 10-4/°C
b. 0,5 . 10-4/°C
c. 0,75 . 10-4/°C
d. 0,5 . 10-3/°C
e. 0,75 . 10-3/°C
35. Sebuah tabung aluminium memiliki volume 300 ml pada suhu 20 °C , dan berisi penuh gliserin. Jika suhu tabung dijadikan 110 °C dan jika koefisien muai panjang aluminium 2,25 x 10-5/°C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 10-4 /°C, maka volume gliserin yang tumpah adalah ….
a. 12,24 ml d. 9,76 ml
b. 11,87 ml E. 6,87 ml
c. 10,98 ml
36. Balok baja berukuran 8 x 5 x 2 cm dengan suhu 15 °C.Balok itu dipanasi hingga volumenya menjadi 80,54 cm3. Jika koefisien konduksi muai panjang baja 15 x 10-6 °C, maka suhu akhir balok adalah ….
a. 75 °C
b. 80 °C
c. 120 °C
d. 100 °C
e. 125 °C
37. Gas memiliki suhu 50 °C. Jika tekanan gas dijaga konstan, dan volumenya dijadikan 2 kali lipat, maka suhunya sekarang adalah ….
a. 173 °C d. 456 °C
b. 234 °C e. 468 °C
c. 373 °C
38. Suatu gas ideal mula-mula mempunyai volume 6 liter, tekanan 1 atm dan suhunya 27 °C. Jika gas tersebut dipanaskan sehingga suhunya 67 °C dan volumenya 6,8 liter, maka tekanannya menjadi ….
a. 5 atm
b. 1 atm
c. 2 atm
d. 3 atm
e. 4 atm
39. Besi bermassa 1 kg dipanaskan dari suhu 14 °C menjadi 30 °C, dengan energi kalor sebesar 7200 J, maka kalor jenis besi adalah ….
a. 254 J/kg.K d. 450 J/kg.K
b. 345 J/kg.K e. 543 J/kg.K
c. 425 J/kg.K
40. Kalor sebesar 12 kJ diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram yang memiliki suhu 30 °C. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/gr°C, tentukan suhu akhir logam!
a. 34,71 °C
b. 35,71 °C
c. 36,41 °C
d. 37,71 °C
e. 35,61 °C
41. Banyaknya kalor untuk menurunkan suhu 4 kg zat cair yang mempunyai kalor jenis 500 J/kg K dari 40 °C menjadi 20 °C adalah….
a. 20 kJ
b. 30 kJ
c. 40 kJ
d. 50 kJ
e. 60 kJ
42. Suatu benda padat yang massanya 2 kg dipanaskan dari suhu 30 °C menjadi 100 °C, memerlukan kalor sebanyak 7 × 105 Joule. Kalor jenis benda tersebut adalah ….
a. 400 J/kgK
b. 500 J/kgK
c. 700 J/kgK
d. 1000 J/kgK
e. 5000 J/kgK
43. Satu kilogram es suhunya - 2 °C, kalor jenis es 0,5 kal/g°C, kalor jenis air = 1 kal/g°C, kalor lebur es = 80 kal/g dan 1 kalori = 4,2 joule, maka kalor yang diperlukan untuk meleburkan seluruh es tersebut adalah ....
a. 2,342. 105 joule
b. 3,204. 105 joule
c. 3,402. 105 joule
d. 4,302. 105 joule
e. 4,402. 105 joule
44. Bila kalor jenis es 0,5 kal/g°C, maka untuk menaikan suhu 800 gram es dari suhu -12 °C menjadi 0 °C dibutuhkan kalor sebanyak ....
a. 1,2 x 103 kal
b. 2,4 x 103 kal
c. 3,6 x 103 kal
d. 4,8 x 103 kal
e. 6,4 x 103 kal
45. Jika titik lebur es 0 °C , kalor jenis es 0,5 kal/g°C kalor jenis air 1 kal/g°C, kalor lebur es 80 kal/g, maka kalor yang diperlukan untuk meleburkan 1 kg es bersuhu -2 °C adalah sebesar ....
a. 5,1 x 104 kal
b. 6,1 x 104 kal
c. 7,1 x 104 kal
d. 8,1 x 104 kal
e. 9,1 x 104 kal
Tidak ada komentar:
Posting Komentar