Soal - soal dan pembahasan suhu dan kalor yang lengkap - Kalor dan suhu merupakan konsep yang penting dalam pelajaran fisika yang memiliki kaitan dengan peristiwa perpindahan energi dan perubahan wujud benda. Materi suhu dan kalor umumnya diajarkan pada pelajaran fisika di sekolah menengah. Para siswa akan belajar tentang definisi suhu, jenis-jenis kalor, serta bagaimana mengukur suhu dan kalor. Selain itu, siswa juga akan diajarkan tentang perpindahan kalor dan perubahan suhu pada benda.
Para siswa mempelajari banyak dasar tentang materi suhu dan kalor. Beberapa konsep yang diajarkan diantaranya adalah definisi suhu dan kalor, satuan suhu, perbedaan kalor dan suhu, serta cara mengukur suhu dan kalor. Para siswa juga akan diajarkan mengenai perpindahan kalor dan contoh-contoh perpindahan kalor pada kehidupan sehari-hari. Untuk memperdalam pemahaman mereka, siswa dapat melatih diri dengan mengerjakan soal-soal dan mempelajari pembahasan soal suhu dan kalor. Oleh karena itu, siswa - siswa dapat memahami materi suhu dan kalor lebih baik dan menjadi siap dalam menghadapi ujian maupun asesmen.
Daftar Isi :
Soal Dan Pembahasan Suhu Dan Kalor
Contoh Soal Nomor 1
Tujuh puluh derajat Fahrenheit sama dengan ....
A. 25 ⁰R
B. 20 ⁰R
C. 294 K
D. 45 ⁰C
E. 5 ⁰C
Pembahasan :
Dalam skala Reamur
\begin{align*}
\frac{70-32}{212-32} &= \frac{x-0}{80-0} \\
\frac{38}{180} &= \frac{x}{80} \\
\frac{19}{90} &= \frac{x}{80} \\
\frac{19}{9} &= \frac{x}{8} \\
9x &= 152 \\
x &= 16,89 \quad ^o\textrm{R}
\end{align*}
Dalam skala Celcius
\begin{align*}
\frac{70-32}{212-32} &= \frac{x-0}{100-0} \\
\frac{38}{180} &= \frac{x}{100} \\
\frac{19}{90} &= \frac{x}{100} \\
\frac{19}{9} &= \frac{x}{10} \\
9x &= 190 \\
x &= 21,1 \quad ^o\textrm{C}
\end{align*}
Dalam skala Kelvin
\begin{align*}
\frac{70-32}{212-32} &= \frac{x-273}{373-273} \\
\frac{38}{180} &= \frac{x-273}{100} \\
\frac{19}{90} &= \frac{x-273}{100} \\
\frac{19}{9} &= \frac{x-273}{10} \\
9x - 2457 &= 190 \\
9x - 2457 &= 190 \\
9x &= 2647 \\
x &\approx 294 \quad \textrm{K}
\end{align*}
Jawaban : C
Contoh Soal Nomor 2
Suhu pada termometer skala Celcius (C) menunjukkan P kali suhu Fahrenheit (F). Besar suhu masing-masing termometer tersebut adalah ....
A. C = P dan F = P
B. \( C= \frac{9}{32-5P} \) dan \( F= \frac{9P}{32-5P} \)
C. \( C= P\left(\frac{1-5}{9P} \right) \) dan
D. \( C = \frac{160}{1}-\frac{5}{9}P \) dan \( F = \frac{120}{1-\frac{5}{9}P} \)
E. \( C= \frac{160}{5P-9}\) dan \( F= \frac{32}{5P-9} \)
Pembahasan :
\begin{align*}
\frac{PC-32}{212-32} &= \frac{C-0}{100-0} \\
\frac{PC-32}{180} &= \frac{C}{100} \\
\frac{PC-32}{9} &= \frac{C}{5} \\
5PC-160 &= 9C \\
5PC - 9C &= 160 \\
(5P-9)C &= 160 \\
C &= \frac{160}{5P-9}
\end{align*}
Karena C = 5F
\begin{align*}
C &= \frac{160}{5P-9} \\
5F &= \frac{160}{5P-9} \\
F &= \frac{32}{5P-9}
\end{align*}
Jawaban : E
Contoh Soal Nomor 3
Suhu pada skala Fahrenheit terbaca sama dengan skala Celcius pada suhu ....
A. -72 ⁰C
B. -48 ⁰C
C. -40 ⁰C
D. -32 ⁰C
E. 0 ⁰C
Pembahasan :
\begin{align*}
\frac{x-32}{212-32} &= \frac{x-0}{100-0} \\
\frac{x-32}{180} &= \frac{x}{100} \\
\frac{x-32}{9} &= \frac{x}{5} \\
5x-160 &= 9x \\
-160 &= 4x \\
x &= -40 \quad ^o\textrm{C}
\end{align*}
Jawaban : C
Contoh Soal Nomor 4
Sebuah benda bersuhu 27 ⁰C dinaikkan sebesar 27 ⁰C. Jika keadaan tersebut dinyatakan dalam skala Kelvin ....
A. suhu mula-mula 300 K, naik 27 K
B. suhu mula-mula 300 K, naik 327 K
C. suhu mula-mula 273 K, naik 27 K
D. suhu mula-mula 27 K, naik 300 K
E. suhu mula-mula 327 K, naik 27 K
Pembahasan :
Suhu mula-mula = 27 ⁰C = 27 + 273 = 300 K
Naik menjadi = 27 + 27 = 54 ⁰C = 54 + 273 = 327 K
Jawaban : B
Contoh Soal Nomor 5
Suhu suatu ruangan untuk menyimpan alat ukur adalah 20 ⁰C. Besaran ini ekuivalen dengan ....
A. 36 ⁰F
B. 18 ⁰R
C. 4 ⁰F
D. 293 K
E. 293 ⁰R
Pembahasan :
\begin{align*}
\frac{x-0}{80-0} &= \frac{20-0}{100-0} \\
\frac{x}{80} &= \frac{20}{100} \\
\frac{x}{80} &= \frac{1}{5} \\
5x &= 80 \\
x &=16 \quad ^o\textrm{R}
\end{align*}
Dalam skala Fahrenheit
\begin{align*}
\frac{z-32}{212-32} &= \frac{20-0}{100-0} \\
\frac{z-32}{180} &= \frac{20}{100} \\
\frac{z-32}{180} &= \frac{1}{5} \\
z-32 &= 36 \\
x &=68 \quad ^o\textrm{F}
\end{align*}
Dalam skala Kelvin :
\begin{align*}
\frac{y-273}{373-273} &= \frac{20-0}{100-0} \\
\frac{y-273}{100} &= \frac{20}{100} \\
y-273 &= 20 \\
y &= 20 + 273 \\
&=293 \quad \textrm{K}
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Nomor 6
Sebuah termometer X menunjukkan bahwa air membeku pada suhu 20 ⁰X dan mendidih pada suhu 100 ⁰X. Suhu 30 ⁰C pada termometer celsius akan bernilai .... pada termometer X.
A. 22 ⁰X
B. 25 ⁰X
C. 26 ⁰X
D. 44 ⁰X
E. 48 ⁰X
Pembahasan :
\begin{align*}
\frac{x-20}{100-20} &= \frac{30-0}{100-0} \\
\frac{x-20}{80} &= \frac{30}{100} \\
\frac{x-20}{8} &= 3 \\
x - 20 &= 24 \\
&=44 \quad ^o\textrm{X}
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Nomor 7
Termometer A telah ditera dan menunjukkan angka -30⁰ pada titik beku air dan 90⁰ pada titik didih air. Suhu 60 ⁰A sama dengan ....
A. 20 ⁰C
B. 45 ⁰C
C. 50 ⁰C
D. 75 ⁰C
E. 80 ⁰C
Pembahasan :
\begin{align*}
\frac{60-(-30)}{90-(-30)} &= \frac{x-0}{100-0} \\
\frac{90}{120} &= \frac{x}{100} \\
\frac{3}{4} &= \frac{x}{100} \\
3 &= \frac{x}{25} \\
x &= 75 \quad ^o\textrm{C}
\end{align*}
Contoh Soal Nomor 8
Jumlah kalor yang diperlukan suatu benda untuk menaikkan suhu sebesar 1 ⁰C disebut ....
A. kalor uap
B. kalor lebur
C. kalor jenis
D. kapasitas kalor
E. kalor
Pembahasan :
Kalor jenis adalah besaran fisika yang mengukur kemampuan suatu zat atau benda dalam menyerap atau melepaskan panas dalam suatu proses perubahan suhu. Kalor jenis biasanya dinyatakan dalam satuan joule per kilogram per derajat Celsius (J/kg°C) atau dalam satuan kalori per gram per derajat Celsius (cal/g°C). Besaran ini digunakan untuk mengukur seberapa banyak energi panas yang diperlukan atau dilepaskan saat suatu zat atau benda mengalami perubahan suhu tertentu. Sebagai contoh, kalor jenis air adalah sekitar 4,18 J/kg°C atau 1 cal/g°C, yang artinya untuk meningkatkan suhu 1 kg air sebesar 1 derajat Celsius, diperlukan energi sebesar 4,18 joule atau 1 kalori.
Jawaban : C
Contoh Soal Nomor 9
Pernyataan berikut yang benar mengenai pelepasan kalor suatu benda adalah .....
A. suhu benda awalnya naik lalu turun kembali seiring waktu
B. suhu benda naik lalu turun kembali seiring waktu
C. suhu benda tetap tidak berubah seiring waktu
D. suhu benda awalnya turun lalu naik kembali seiring waktu
E. suhu benda turun secara tetap seiring waktu
Pembahasan :
Ketika suatu benda mengalami pendinginan, suhunya akan turun seiring waktu. Proses pendinginan ini dapat berlangsung dengan laju yang berbeda-beda tergantung pada faktor-faktor seperti suhu lingkungan, jenis bahan benda, dan lain sebagainya. Namun, perubahan suhu pada benda yang sedang mengalami pendinginan biasanya berlangsung secara tetap atau merata seiring waktu.
Jawaban : E
Contoh Soal Nomor 10
Mana dari pernyataan berikut yang benar mengenai konsep kalor jenis?
A. Kalor jenis suatu benda tergantung pada banyaknya kalor yang diserap benda.
B. Kalor jenis suatu benda tergantung pada massa benda.
C. Kalor jenis suatu benda tergantung pada kenaikan suhu benda.
D. Kalor jenis suatu benda tergantung pada jenis benda.
E. Kalor jenis suatu benda tergantung pada suhu benda mula-mula.
Jawaban : D
Contoh Soal Nomor 11
Apabila suatu zat mempunyai kalor jenis besar, maka zat tersebut ....
A. lambat mendidih
B. cepat mendidih
C. lambat melebur
D. cepat naik suhunya jika dipanaskan
E. lambat naik suhunya jika dipanaskan
Pembahasan :
Suatu zat yang memiliki kalor jenis besar memerlukan banyak kalor untuk meningkatkan suhunya, sehingga memerlukan waktu yang lebih lama untuk naik suhunya jika dipanaskan. Sebaliknya, zat dengan kalor jenis kecil memerlukan sedikit kalor untuk meningkatkan suhunya, sehingga naik suhunya lebih cepat jika dipanaskan.
Jawaban : E
Contoh Soal Nomor 12
Sepotong aluminium dengan massa 0,2 kg dan suhu 25 ⁰C dipanaskan hingga 75 ⁰C. Jika kalor jenis aluminium 840 J/kg ⁰C, kalor yang diserapnya adalah ....
A. 8.000 J
B. 8.200 J
C. 8.300 J
D. 8.400 J
E. 8.600 J
Pembahasan :
Diketahui :
m = 0,2 kg
ΔT = 75 ⁰C – 25 ⁰C = 50 ⁰C
c = 840 J/kg ⁰C
Ditanyakan : Q = ?
\begin{align*}
Q &= mc\Delta T \\
&= 0,2 \cdot 840 \cdot 50 \\
&= 8.400 \quad \textrm{J}
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Nomor 13
Grafik berikut menunjukkan hubungan antara kenaikan suhu (T) dengan kalor (Q) yang diserap oleh suatu zat padat yang mempunyai kalor lebur 80 kal/g.
Massa zat padat tersebut adalah ....
A. 45 g
B. 58 g
C. 60 g
D. 75 g
E. 80 g
Pembahasan :
\begin{align*}
Q &= mL \\
6.000 &= m\cdot 80 \\
m &= 75 \quad \textrm{g}
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Nomor 14
Satu kalori adalah kalor yang diperlukan oleh ....
A. 1 g air agar suhunya naik 1 ⁰F
B. 1 kg air agar suhunya naik 1 ⁰C
C. 1 g zat agar suhunya naik 1 ⁰C
D. 1 kg zat agar suhunya naik 1 ⁰C
D. 1 kg zat agar suhunya naik 1 ⁰C
Jawaban : C
Contoh Soal Nomor 15
Seratus gram air bersuhu 20°C diubah menjadi sebongkah es. Besar kalor yang dilepaskan oleh air tersebut adalah... (kalor jenis air 1 kal/g°C, kalor lebur es 80 kal/g)
A. 25 kilokalori
B. 15 kilokalori
C. 10 kilokalori
D. 5 kilokalori
E. 1 kilokalori
Pembahasan :
\begin{align*}
Q &= Q_1 + Q_2 \\
Q &= 100\cdot 1 \cdot (20 - 0) + 100\cdot 80 \\
&= 2.000 + 8.000 \\
&= 10.000 \quad \textrm{kalori} \\
&= 10 \quad \textrm{kilo kalori}
\end{align*}
Jawaban : C