Kalor : Materi, Contoh Soal, dan Pembahasannya

, , Leave a comment

Kalor : Materi, Contoh Soal, dan Pembahasannya – Selamat datang di fokusfisika.com. Pada laman ini akan dibahas pengertian tentang kalor, yang berisi materi, contoh soal, dan pembahasannya yang akan membantu anda dalam belajar fisika tentang kalor. Semoga ulasan pada laman ini dapat mempermudah anda dalam belajar fisika. Selamat belajar.

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya. Satuan kalor adalah joule atau kalori. Hubungan antara joule dan kalori:

1 kalori = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kalori

Pengaruh kalor terhadap suatu benda :

Kalor dapat mengubah suhu benda, dinyatakan dengan persamaan berikut :

Q=m.c.∆T

Dengan :
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/kgoC)
ΔT = perubahan suhu (oC)
Q = kalor yang diterima/dilepas oleh benda (joule atau kalori)

Kalor dapat mengubah wujud benda.
Pada saat terjadi perubahan wujud zat, suhu benda selalu tetap. Besar kalor yang diperlukan, yaitu :

Q=m.L

L = kalor laten (J/kg atau kal/g)

Wujud zat ada 3 yaitu padat, cair dan gas seperti diilustrasikan pada bagan di bawah ini.

perubahan wujud zat

Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair.
Membeku adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi padat.
Mengembun adalah perubahan wujud zat dari gas menjadi cair.
Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi gas.
Menghablur adalah perubahan wujud zat dari gas menjadi padat
Menyublim adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi gas.

Peristiwa perubahan zat yang melepaskan kalor yaitu melebur, menguap, dan menyublim (padat –> gas)
Peristiwa perubahan zat yang membutuhkan/menyerap kalor yaitu membeku, mengembun, dan menghablur (gas –> padat)

Contoh Soal 1 :
Zat cair yang massanya 5 kg dipanaskan dari suhu 20oC hingga 70oC. Panas yang dibutuhkan pada pemanasan tersebut adalah 2 x 105 J. Kalor jenis zat tersebut adalah ….
A. 1000 J.kg-1.oC-1
B. 800 J.kg-1.oC-1
C. 600 J.kg-1.oC-1
D. 400 J.kg-1.oC-1
E. 200 J.kg-1.oC-1

Pembahasan :

\begin{aligned}
Q &= m\cdot c\cdot \Delta T \\
2\times 10^5 &= 5\cdot c\cdot (70-20) \\
2\times 10^5 &= 5\cdot c\cdot 50 \\
2\times 10^5 &= 250\cdot c \\
c &= \frac{2\times 10^5}{250} \\
&= \frac{2000\times 10^2}{250} \\
&= 8\times 10^2 \quad \textrm{J.kg}^{-1}.^o\textrm{C}^{-1} \\
&= 800 \quad \textrm{J.kg}^{-1}.^o\textrm{C}^{-1}
\end{aligned}

Jawaban : B

Contoh Soal 2 :
Suatu zat yang mempunyai kalor jenis tinggi akan ….
A. lambat mendidih
B. cepat mendidih
C. lambat melebur
D. lambat naik suhunya jika dipanaskan
E. cepat naik suhunya jika dipanaskan

Pembahasan :
Menurut persamaan : Q = m.c.ΔT, maka kalor jenis berbanding terbalik dengan perubahan suhunya. Semakin besar kalor jenisnya, maka zat tersebut akan lambat naik suhunya jika dipanaskan.

Jawaban : C

Contoh Soal 3 :
Grafik di bawah menunjukkan hubungan antara kenaikan suhu (t) dengan kalor (Q) yang diserap oleh suatu zat padat yang mempunyai kalor lebur 80 kal/g.
grafik kalor
Massa zat padat tersebut adalah ….
A. 80 g
B. 75 g
C. 60 g
D. 58 g
E. 45 g

Pembahasan :
Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk melebur : Q = 6.375 – 375 = 6.000 kal
Massa zat padat :

\begin{aligned}
Q &= m\cdot L \\
6000 &= m\cdot 80 \\
m &= \frac{6000}{80} \\
&= 75 \quad \textrm{g}
\end{aligned}

Jawaban : B

Contoh Soal 4 :
Setengan kilogram es yang suhunya -40oC dipanaskan sampai tepat seluruhnya melebur. Berapakah kalor yang diperlukan oleh es bila ces = 0,5 kal/goC dan kalor lebur es = 80 kal/g?

Penyelesaian :
mes = 0,5 kg = 500 g

Proses yang dialami dinyatakan dalam bentuk grafik berikut:
grafik kalor

\begin{aligned}
Q_{total} &= Q_{AB} + Q_{BC} \\
&= m\cdot c_{es} \cdot \Delta T + m\cdot L \\
&= 500\cdot 0,5\cdot (0-(-40)) + 500\cdot 80 \\
&= 250\cdot 40 + 40000 \\
&= 10000 + 40000 \\
&= 50.000 \quad \textrm{kal} \\
&= 50 \quad \textrm{kkal}
\end{aligned}

 

Leave a Reply