indikator: menentukan besaran kalor dalam proses perubahan suhu

 Menentukan Besaran Kalor Dalam Proses Perubahan Suhu Atau Penerapan Perubahan Wujud Zat

Indikator Soal
Peserta didik dapat menentukan kenaikan suhu atau suhu akhir suatu campuran

Contoh Soal dan Pembahasannya
Ibu mencampur 2 kg air yang suhunya 100ºC dengan 5 kg air yang suhunya 30ºC. Berapa suhu akhir campuran?
A.    75ºC
B.    50ºC
C.    45ºC
D.    30ºC

Pembahasan
Q1 = Q2
map x Cap x Δt = mad x Cad x Δt 
2 kg x (100ºC-ta) = 5 kg x (ta-30ºC)
200 kgºC- 2 kg ta= 5 kg ta - 150 kgºC 
200 kgºC+ 150 kgºC= 2 kg ta+ 5 kg ta 
7 kg ta = 350 kgºC 


Jawaban : B
ke-2

Indikator Soal    :

Peserta didik dapat menentukan kenaikan suhu jika suatu zat mendapat kalor, variabel lain diketahui.

Soal:

Besi yang massanya 4 kg suhunya 20°C dipanaskan dengan kalor 92 kilo joule. Apabila kalor jenis besi 460

J/kg°C, maka suhu besi setelah dipanaskan adalah ….

A.       40°C

B.        50°C

C.        60°C

D.       70°C

Kunci: D

Pembahasan:

Q = m x c x ∆t

92 kJ = 4 kg x 460 J/kg°C x ∆t

∆t = 92.000 J                = 50°C

        4kg x 460 J/kg°C

Suhu akhir= 50°C + 20°C = 70°C

ke-3

1. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 29 No.4
Berdasarkan grafik di samping banyaknya kalor yang dibutuhkan 3 kg es dalam proses dari A-B-C adalah… (kalor jenis es = 2.100 J/kgoC, kalor lebur es = 336.000 J/kg)
A. 630 kJ
B. 819 kJ
C. 1071 kJ
D. 3276 kJ
Pembahasan
Grafik di atas menggambarkan proses perubahan wujud es menjadi air.
Pada proses A-B, kalor digunakan untuk menaikan suhu es dari -10oC sampai 0oC.
Q = m c (delta T)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 Joule = 63 kJ (kj = kilo Joule)
Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air. Pada proses ini, suhu es tidak mengalami perubahan
Q = m LF
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses A-B-C adalah :
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
Jawaban yang benar adalah C.

2. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 40 No.4
Perhatikan grafik pemanasan 500 gram es suhu -10oC berikut! Jika kalor jenis es 2100 J/kgoC, kalor jenis air 4.200 J/kgoC, dan kalor lebur es 336.000 J/kg. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk proses dari B-C-D ?
A. 31.500 J
B. 63.000 J
C. 168.000 J
D. 231.000 J
Pembahasan
Massa es dinyatakan dalam satuan gram karenanya ubah menjadi satuan kilogram (satuan internasional). 500 gram = 0,5 kg.
Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air
Q = m LF
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule
Pada proses C-D, kalor digunakan untuk menaikkan suhu air dari 0oC sampai 30oC
Q = m c (delta T)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses B-C-D :
168.000 Joule + 63.000 Joule = 231.000 Joule
Jawaban yang benar adalah D.

3. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 47 No.4
Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini! Jika kalor jenis es 2.100 J/kgoC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kgoC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…
A. 10.500 J
B. 21.000 J
C. 336.000 J
D. 346.500 J
Pembahasan
Pada proses P-Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5oC sampai 0oC
Q = m c (delta T)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 Joule
Pada proses Q-R, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air
Q = m LF
Q = (1)(336.000) = 336.000 Joule
Banyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses P-Q-R adalah :
10.500 Joule + 336.000 Joule = 346.500 Joule
Jawaban yang benar adalah D

ke-3

1. Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.15
Jika balok AB, CD dan EF terbuat dari besi, yang terjadi….
A. E kutub selatan dan C kutub utara
B. B kutub utara dan C kutub selatan
C. D kutub selatan dan F kutub selatan
D. A kutub utara dan E kutub utara
Pembahasan
Perhatikan gambar baja PQ yang dililiti kawat berarus listrik. Gambar itu menunjukkan proses pembuatan magnet dengan cara benda dialiri arus listrik. Kutub magnet yang dihasilkan ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Letakkan tangan kanan tegak di depan wajah anda; telapak tangan kanan dalam posisi tegakmenghadap wajah anda. Tekuk keempat jari tangan anda (jari telunjuk, jari tengah, jari manis dan kelingking). Arah keempat jari anda sama dengan arah arus pada lilitan kawat dan arah ibu jari ke kanan sama dengan arah medan magnet. Medan magnet selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Jadi Q merupakan kutub utara dan P merupakan kutub selatan.

Jika baja PQ digantikan oleh batang besi EF, AB, CD maka posisi P digantikan oleh E, A, C dan posisi Q digantikan oleh F, B, D.
Q merupakan kutub utara sehingga F, B, D juga merupakan kutub utara.
P merupakan kutub selatan sehingga E, A, C juga merupakan kutub selatan.

Jawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.15
Perhatikan cara pembuatan magnet seperti gambar berikut!
Ujung-ujung besi F, G, dan I berturut-turut menjadi kutub magnet….
A. U, U, dan S
B. S, S, dan U
C. U, S, dan S
D. S, U, dan U
Pembahasan
Kutub magnet yang dihasilkan ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Letakkan tangan kanan tegak di depan ajah anda; punggung tangan kanan dalam posisi tegak menghadap wajah anda. Tekuk keempat jari tangan anda (jari telunjuk, jari tengah, jari manis dan kelingking). Arah keempat jari anda sama dengan arah arus listrik pada lilitan kawat dan arah ibu jari ke kiri sama dengan arah medan magnet. Medan magnet selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Jadi ujung kiri baja merupakan kutub utara dan ujung kanan baja merupakan kutub selatan.

Jika baja digantikan oleh batang besi EF, GH dan IJ maka posisi ujung kiri baja digantikan oleh E, G, I dan posisi ujung kanan baja digantikan oleh F, H, J.
Ujung kiri baja merupakan kutub utara sehingga E, G, I juga merupakan kutub utara.
Ujung kanan baja merupakan kutub selatan sehingga F, H, J juga merupakan kutub selatan.

F merupakan kutub selatan, G merupakan kutub utara dan I merupakan kutub utara.
Jawaban yang benar adalah D.

3. Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.15
Perhatikan gambar pembuatan berikut!
Kutub-kutub magnet yang terbentuk pada pembuatan magnet tersebut yang benar adalah….
A. A kutub selatan, C kutub utara, dan E kutub utara
B. B kutub utara, D kutub utara, dan E kutub utara
C. B kutub utara, D kutub utara, dan F kutub utara
D. C kutub utara, B kutub selatan, dan D kutub selatan
Pembahasan
Terapkan kaidah tangan kanan pada batang baja PQ. Q merupakan kutub utara dan P merupakan kutub selatan. Jika baja digantikan oleh batang besi EF, AB dan CD maka posisi P digantikan oleh E, A, C dan posisi Q digantikan oleh F, B, D.
P merupakan kutub selatan sehingga E, A, C merupakan kutub selatan.
Q merupakan kutub utara sehingga F, B, D juga merupakan kutub utara.

Jawaban yang benar adalah C.