PEMBAHASAN SOAL SBMPTN SUHU DAN KALOR 1

1. Sebuah bola berongga terbuat dari perunggu (koefisien muai linear α = 18 x 10^-6 m/^oC) pada suhu 0^o C jarin-jarinya = 1 m. Jika bola tersebut dipanaskan sampai 80^o C, maka besar pertambahan luas permukaan bola tersebut adalah .... m².

   A. 0,83 x 10-2 π

   B. 1,02 x 10-2 π

   C. 1,11 x 10-2 π

   D. 1,15 x 10-2 π

   E. 1,21 x 10-2 π

   
   Pembahasan :
   Dari soal diketahui :
   ⇒ α = 18 x 10^-6 m/^oC
   ⇒ ΔT = 80 - 0 = 80^o C
   ⇒ r = 1 m
   
   Karena yang ditanya adalah pertambahan luas, maka soal ini merupakan soal muai luas. Pertambahan luas dapat dihitung dengan rumus berikut :
   
   

   ΔA = Ao β ΔT

   
   Dengan :
   ΔA = pertambahan luas (m²)
   Ao = luas mula-mula (m²)
   β = koefisein muai luas = 2α
   ΔT = perubahan suhu (^oC)
   
   Karena luas mula-mula belum diketahui, maka kita hitung terlebih dahulu.
   ⇒ Ao = 4 π.r²
   ⇒ Ao = 4 π.(1)²
   ⇒ Ao = 4π
   Karena opsi pilihan dalam bentuk π, maka π tidak perlu dimasukkan nilainya.
   
   Selanjutnya kita hitung pertambahan luas :
   ⇒ ΔA = Ao β ΔT
   ⇒ ΔA = Ao 2α ΔT
   ⇒ ΔA = 4π. 2(18 x 10^-6) 80
   ⇒ ΔA = 320π. 36 x 10^-6
   ⇒ ΔA = 11520 π x 10^-6
   ⇒ ΔA = 1,15 x 10^-2 π m²
   

   Jawaban : D
   
   
2. Suatu kalorimeter berisi es (kalor jenis es = 0,5 kal/g K, kalor lebur es = 80 kal/g) sebanyak 36 gram pada suhu -6^o C. Kapasitas kalor kalorimeter ialah 27 kal/K. Kemudian ke dalam kalorimeter itu dituangkan alkohol (kalor jenis alkohol = 0,58 kal/g K) pada suhu 50^o C yang menyebabkan suhu akhir menjadi 8^o C. Maka massa alkohol yang dituangkan adalah ..... gram.

   A. 108	D. 288
   B. 150	E. 300
   C. 200

   
   Pembahasan :
   Dari soal diketahui :
   ⇒ c_es = 0,5 kal/g K
   ⇒ L = 80 kal/g
   ⇒ m_es = 36 g
   ⇒ H = 27 kal/K
   ⇒ c_alkohol = 0,58 kal/g K
   
   Untuk menyelesaikan soal di atas, kita gunakan asas Black. Secara sederhana, prinsip dari asas Black adalah sebagai berikut :
   
   

   Kalor lepas = kalor terima

   
   Pada kasus di atas, yang melepas kalor adalah alkohol. Sementara yang menyerap kalor adalah es, air, dan kalorimeter.
   
   Kalor yang dilepas :
   ⇒ Q = m_alkohol . c_alkohol . ΔT
   ⇒ Q = m (0,58) (42)
   ⇒ Q = 24,36 m
   
   Kalor yang diterima :
   

   • Oleh es 
     Untuk menaikkan suhunya dari -6^o C sampai 0^o C :
     ⇒ Q₁ = m_es .c_es. ΔT
     ⇒ Q₁ = 36 (0,5) {0 - (-6)}
     ⇒ Q₁ = 18 (6)
     ⇒ Q₁ = 108 kalori
     
     Untuk melebur :
     ⇒ Q₂ = m_es .L
     ⇒ Q₂ = 36 (80)
     ⇒ Q₂ = 2880 kalori
     
     
   • Oleh air
     Untuk menaikkan suhu air es dari 0^o C sampai 8^o C :
     ⇒ Q₃ = m_air .c_air. ΔT
     ⇒ Q₃ = 36 (1) (8 -0)
     ⇒ Q₃ = 36.(8)
     ⇒ Q₃ = 288 kalori
     
     
   • Oleh kalori meter
     Suhu kalorimeter berubah dari -6^o C menjadi 8^o C :
     ⇒ Q₄ = H.ΔT
     ⇒ Q₄ = 27 {8 - (-6)}
     ⇒ Q₄ = 27 (14)
     ⇒ Q₄ = 378 kalori.

   
   Berdasarkan asas Black :
   ⇒ Q lepas = Q serap
   ⇒ Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄
   ⇒ 24,36 m = 108 + 2880 + 288 + 378
   ⇒ 24,36 m = 3654
   ⇒ m = 150 gram
   

   Jawaban : B
   
   
3. Jika kita berada di dekat api unggun, maka kalor akan merambat dari api unggun ke tubuh kita melalui proses ....

   Radiasi dan konveksi Radiasi dan konduksi Konduksi dan konveksi  Radiasi Konveksi

   
   Pembahasan :
   Perpindahan kalor atau panas dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu :
   

   • Konduksi
     Konduksi merupakan perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan zat perantara. Konduksi dapat terjadi jika terdapat medium perantara atau konduktor. Konduksi biasanya terjadi pada zat padat.
     
     
   • Konveksi
     Konveksi merupakan perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Konveksi umumnya terjadi pada zat cair dan gas.
     
     
   • Radiasi
     Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Perpidahan kalor terjadi melalui pancaran.

   
   Berdasarkan penjelasan di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa kalor dari api unggun merambat ke tubuh melalui pancaran sekaligus melalui zat perantara berupa gas-gas di udara. Dengan demikian, kalor bepindah dengan cara radiasi dan konveksi.
   

   Jawaban : A

Share on: Facebook Twitter Google+ Linkedin Technorati Digg LintasMe

Related Articles :