Rabu, 15 Agustus 2012

Contoh Soal

1. Berapa panas yang dilepaskan jika 50 gr besi (c = 460 J/kg K) turun suhunya dari 100°C menjadi 20°C?

Penyelesaian:
Diketahui: m = 50gr = 0,05 kg
               c = 460 J/kg K
               Δt = 100°C - 20°C = 80°C

Ditanya: Q = ?

Jawab: Q = m . c. Δt
           Q = 0,05 kg . 460 J/kg K. 80°C = 1840 joule 

2. Aluminium dengan massa 0,1 kg suhunya mula - mula 10°C. Jika diketahui kalor jenis alumunium 900 joule/kg°C, berapakah suhu akhir yang dihasilkan jika diberi kalor sebesar 8.100 joule?

Penyelesaian:
Diketahui: m = 0,1 kg
               c = 900 joule/kg°C
               Q = 8.100 joule

Ditanya: suhu akhir = ? 

Jawab = Q = m . c. Δt
            8.100 joule = 0,1 kg. 900 joule/kg°C. Δt
            Δt = 8.100joule : 90 joule/kg°C
            Δt = 90°C
            Jadi, suhu akhir yang dihasilkan: 90°C + 10°C = 100°C

3. Untuk menaikkan suhu 500 gr tembaga dari 10°C menjadi 110°C diperlukan kalor 20.000 joule. Berapakah kalor jenis tembaga?

Penyelesaian:
Diketahui: Q = 20.000 joule
               m = 500 gr = 5 kg
               Δt = 110°C - 10°C = 100°C

Ditanya: c = ?

Jawab: Q = m . c. Δt
           20.000 joule = 5 kg. c. 100°C
           c = 20.000 joule : 5 kg. 100°C
           c = 40 joule/kg°C


4. Suatu kalorimeter berisi es dengan kalor jenis es =0,5 kal/(gK), kalor lebur es=80 kal/g sebanyak 36 gram pada suhu –6oC. Kapasitias kalor kalorimeter ialah 27 kal/K. Kemudian ke dalam kalorimeter dituangkan alkohol (kalor jenis 0,58 kal/(gK) pada suhu 50oC yang menyebabkan suhu akhir menjadi 8oC. Maka massa alkohol yang dituangkan adalah …(gram).
Jawab:
Untuk memahami soal di atas akan lebih mudah jika dibuat grafik Q-T:
image

Q4 adalah kalor yang diserap oleh kalorimeter. Sesuai azas Black penyelesaian menjadi:
image                                                 Q1 + Q2+ Q3+Q4 = Q5
mes.ces.(0-(-6)) + mes.Les+ mair.cair.(8-0)+ H. (8-(-6)) = malkohol.calkohol.(50-8) 
                 35 x 0,5 x 6 + 36 x 80 + 36 x 1 x 8 + 27 x 4 = malkoholx 0,58 x 42
                                              108 + 2880 + 288 + 378 = 24,36 malkohol
                                                                    malkohol = 3654/24,36
                                                                                 = 150 gram

5. Dalam botol termos terdapat 230 gram kopi pada suhu 90oC. Ke dalam botol tersebut ditambahkan suhu sebanyak 20 gram bersuhu 5oC. Berapakah suhu campuran? (jika tidak ada kalor kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos. cair = ckopi = csusu = 1 kal/goC)
a. 5oC
b. 20oC
c. 47oC
d. 83oC
e. 90oC
(UMPTN 1998)
Jawab:
    Soal tersebut adalah tentang penerapan azas Black.
Cara I:
image
dalam kasus di atas yang menyerap kalor adalah susu, sedang yang melepas adalah kopi. Jadi untuk menghitung suhu campuran, adalah:
msusu.csusu(Tc – 5) = mkopi.ckopi(90-Tc)
            20 (Tc – 5) = 230 (90-Tc)
                   25 Tc = 2080
                        Tc = 83,2oC
Jadi suhu campuran kopi dan susu (Tc) adalah 83,2oC atau dibulatkan 83oC (d)

Cara II:
Selain cara di atas kita juga bisa menentukan suhu campuran dengan cara berikut:
image

6. Sebuah alat pemanas listrik yang menghasilkan daya 0,9 KW digunakan untuk menguapkan air. Berapakah banyaknya air dari 100°C  dapat diubah menjadi uap oleh alat pemanas tersebut dalam waktu 5 menit? (Lu = 35 x 106 J/kg)

Penyelesaian:
Diketahui: P = 0,9 KW = 900 watt
               t = 5 menit = 300 detik
               L = 3 x 106 J/kg

Ditanya: m = ?
Jawab: Quap = W
            m x L = P x t 
            m = P x t / L
            m = 900 watt x 300 det / 3 x 106 J/kg
            m = 0,09 kg = 90 gram



 
 

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar