Pembahasan Soal Sbmptn Suhu Dan Kalor

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 digerahkan hingga 80^o C, maka besar pertambahan luas permukaan bola tersebut ialah .... 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 ialah pertambahan luas, maka soal ini ialah soal muai luas. Pertambahan luas sanggup dihitung dengan rumus diberikut :
   
   

   ΔA = Ao β ΔT

   
   melaluiataubersamaini :
   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 lampau.
   ⇒ 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 meliputi 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 menjadikan suhu final menjadi 8^o C. Maka massa alkohol yang dituangkan ialah ..... 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 menuntaskan soal di atas, kita gunakan asas Black. Secara sederhana, prinsip dari asas Black ialah sebagai diberikut :
   
   

   Kalor lepas = kalor terima

   
   Pada kasus di atas, yang melepas kalor ialah alkohol. Sementara yang menyerap kalor ialah 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 hingga 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 hingga 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 erat api unggun, maka kalor akan merambat dari api unggun ke badan kita melalui proses ....

   Radiasi dan konveksi Radiasi dan konduksi Konduksi dan konveksi  Radiasi Konveksi

   
   Pembahasan :
   Perpindahan kalor atau gerah sanggup terjadi melalui tiga cara, yaitu :
   

   • Konduksi
     Konduksi ialah perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan zat perantara. Konduksi sanggup terjadi jikalau terdapat medium mediator atau konduktor. Konduksi biasanya terjadi pada zat padat.
     
     
   • Konveksi
     Konveksi ialah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Konveksi umumnya terjadi pada zat cair dan gas.
     
     
   • Radiasi
     Radiasi ialah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Perpidahan kalor terjadi melalui pancaran.

   
   Berdasarkan klarifikasi di atas, maka sanggup kita simpulkan bahwa kalor dari api unggun merambat ke badan melalui pancaran sekaligus melalui zat mediator berupa gas-gas di udara. melaluiataubersamaini demikian, kalor bepindah dengan cara radiasi dan konveksi.
   

   Jawaban : A