Inilah 5 Contoh Soal dan pembahasan suhu dan kalor

1.Air sebanyak 3 kg bersuhu 10 o C dipanaskan hingga bersuhu 35 o C. Jika kalor jenis air 4.186 J/kg o C, tentukan kalor yang diserap air tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

c = 4.186 J/kg o C,

Δ t = (35 – 10) o C = 25 o C

Ditanya:

Q = … ?

Jawab:

Q = m.c. Δ t = 3 kg × 4.186 J/kg o C × 25 o C = 313.950 J

2. Jika teh 200 cm 3 pada suhu 95 o C dituangkan ke dalam cangkir gelas 150 g pada suhu 25 o C, berapa suhu akhir (T ) dari campuran ketika dicapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya?

Penyelesaian:

Karena teh sebagian besar berupa air, maka teh memiliki kalor jenis (C ) 4.186 J/kg o C.

V = 200 cm 3 = 200 × 10 – 6 m 3

massa, m = ρ .V = (1,0 × 10 3 kg/m 3 )(200 × 10 – 6 m 3 ) = 0,20 kg

Dengan menerapkan Hukum Kekekalan Energi, maka:

kalor yang hilang dari teh = kalor yang diterima cangkir

m teh .c teh (95 o C – T ) = m cangkir .c cangkir (T – 25 o C)

di mana T adalah temperatur yang masih belum diketahui.

(0,20 kg)(4.186 J/kg o C)(95 o C – T ) = (0,15 kg)(840 J/kg o C)(T – 25 o C)

79.534 J – (837,2)T = (126)T – 3.150 J

T = 85 o C

Teh berkurang suhunya sebesar 10 o C dalam mencapai kesetimbangan dengan cangkir.

3. 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

4. 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 joul

5. 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