Soal dan Pembahasan Suhu dan Kalor

kali Ini saya akan membahas salah satu mata pelajaran yaitu fisika, berikut ini soal beserta pembahasanya mengenai suhu dan kalor.

1. Panas 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!
Pembahasan :
Di ket
Q = 12 kilojoule = 12000 joule
m = 2500 gram = 2,5 kg
T1 = 30 °C
c = 0,2 kal/gr °C = 0,2 x 4200 joule/kg °C = 840 joule/kg °C
T2 =...?
Q = mcΔT 12000 = (2,5)(840)ΔT
ΔT = 12000/2100 = 5,71 °C
T2 = T + ΔT1 = 30 + 5,71 = 35,71 °C

2. 500 gram es bersuhu −12 °C dipanaskan hingga suhu −2 °C. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g °C, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam satuan joule!
Pembahasan
Di ket :
m = 500 gram
T1 = −12 °C T2 = −2 °C
ΔT = T2 − T1 = −2 − (−12 ) = 10 °C
c = 0,5 kalori/gr °C
Q = ....?
Q = m.c.Δ.T
Q = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori
1 kalori = 4,2 joule
Q = 2500 x 4,2 = 10500 joule

3. 500 gram es bersuhu 0 °C hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0 °C. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g °C, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam kilokalori!
Pembahasan
Di ket :
m = 500 gram
L = 80 kalori/gr
Q = ....?
Q = mL
Q = (500)(80) = 40000 kalori = 40 kkal

4. 500 gram es bersuhu 0 °C hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5 °C. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g °C, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/g °C, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!
Pembahasan
Di ket :
m = 500 gram
ccair = 1 kalori/gr °C
Les = 80 kalori/gr
Suhu akhir → 5 °C
Q = .....?
Untuk menjadikan es °0 C hingga menjadi air 5 °C ada dua proses yang harus dilalui:
→ Proses meleburkan es 0 °C menjadi air suhu 0 C, kalor yang diperlukan namakan Q1
Q1 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori
→ Proses menaikkan suhu air 0 °C hingga menjadi air 5 °C, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mcair ΔTair< = (500) (1)(5) = 2500 kalori
Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 + Q2 = 40000 + 2500 = 42500 kalori

5. 500 gram es bersuhu −10 °C hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5 °C. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/g °C, kalor lebur es oadalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/g °C, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!
Pembahasan
Di ket :
m = 500 gram
ces = 0,5 kalori/gr °C
cair = 1 kal/gr °C
Les = 80 kal/gr
Suhu akhir → 5 °C
Q = .....?
Untuk menjadikan es − 10 °C hingga menjadi air 5 °C ada tiga proses yang harus dilalui:
→ Proses untuk menaikkan suhu es dari −10 °C menjadi es bersuhu 0 °C, kalor yang diperlukan namakan Q1
Q1 = mces ΔTes = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori
→ Proses meleburkan es 0 °C menjadi air suhu 0 °C, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori
→ Proses menaikkan suhu air 0 °C hingga menjadi air 5 °C, kalor yang diperlukan namakan Q3
Q3 = mcair ΔTair = (500)(1)(5) = 2500 kalori
Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 +Q2 + Q3 = 2500 + 40000 + 2500 = 45000 kalori

6. Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram yang memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/groC, tentukan suhu akhir logam!
Pembahasan
Data :
Q = 12 kilojoule = 12000 joule
m = 2500 gram = 2,5 kg
T1 = 30oC
c = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840 joule/kg oC
T2 =...?

Q = mcΔT
12000 = (2,5)(840)ΔT
ΔT = 12000/2100 = 5,71 oC

T2 = T1 + ΔT = 30 + 5,71 = 35,71 oC


7. 500 gram es bersuhu −12oC dipanaskan hingga suhu −2oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam satuan joule!

Pembahasan
Data :
m = 500 gram
T1 = −12oC
T2 = −2oC
ΔT = T2 − T1 = −2o − (−12 ) = 10oC
c = 0,5 kalori/groC
Q = ....?

Q = mcΔT
Q = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

1 kalori = 4,2 joule
Q = 2500 x 4,2 = 10500 joule

8. 500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam kilokalori!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
L = 80 kalori/gr
Q = ....?

Q = mL
Q = (500)(80) = 40000 kalori = 40 kkal

9. 500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
cair = 1 kalori/groC
Les = 80 kalori/gr
Suhu akhir → 5oC
Q = .....?

Untuk menjadikan es 0oC hingga menjadi air 5oC ada dua proses yang harus dilalui:
→ Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q1
Q1 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mcairΔTair = (500) (1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 + Q2 = 40000 + 2500 = 42500 kalori

10. 500 gram es bersuhu −10oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

Pembahasan
Data yang diperlukan:
m = 500 gram
ces = 0,5 kalori/groC
cair = 1 kal/groC
Les = 80 kal/gr
Suhu akhir → 5oC
Q = .....?

Untuk menjadikan es − 10oC hingga menjadi air 5oC ada tiga proses yang harus dilalui:
→ Proses untuk menaikkan suhu es dari −10oC menjadi es bersuhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q1
Q1 = mcesΔTes = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

→ Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q3
Q3 = mcairΔTair = (500)(1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 +Q2 + Q3 = 2500 + 40000 + 2500 = 45000 kalori