Web viewJadi, untuk perubahan suhu yang sama, perubahan panjang kolom raksa lebih besar, (2) ... Rel...

36
Pada akhir pembelajaran bab ini anda dapat 1. Menerapkan konsep suhu pada termometer 2. Menerapkan konsep kalor pada perubahan suhu, pemuaian, perubahan wujud dan perpindahan kalor 1. Suhu dan Pengukurannya Suhu ialah besaran yang menunjukkan derajat panas dinginnya suatu benda. Suhu termasuk besaran pokok dengan satuan Kelvin. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda disebut dengan thermometer. Ada 4 jenis thermometer yang digunakan untuk mengukur suhu, yaitu thermometer Celcius, Reamur, Fahrenhait dan Kelvin. Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran . Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut. Sebuah peta global jangka panjang suhu udara permukaan rata-rata bulanan dalam proyeksi Mollweide. 2. Thermometer Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa . Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58 A. SUHU

Transcript of Web viewJadi, untuk perubahan suhu yang sama, perubahan panjang kolom raksa lebih besar, (2) ... Rel...

Pada akhir pembelajaran bab ini anda dapat :

1. Menerapkan konsep suhu pada termometer2. Menerapkan konsep kalor pada perubahan suhu, pemuaian, perubahan wujud dan perpindahan kalor

1. Suhu dan Pengukurannya

Suhu ialah besaran yang menunjukkan derajat panas dinginnya suatu benda. Suhu termasuk besaran pokok dengan satuan Kelvin. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda disebut dengan thermometer. Ada 4 jenis thermometer yang digunakan untuk mengukur suhu, yaitu thermometer Celcius, Reamur, Fahrenhait dan Kelvin. Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.

Sebuah peta global jangka panjang suhu udara permukaan rata-rata bulanan dalam proyeksi Mollweide.

2. Thermometer

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa.

Termometer bekerja dengan memanfaatkan sifat termometrik zat yang dijadikan pengisi termometer, yaitu sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu. Beberapa sifat termometrik zat seperti:

1. pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler 2. hambatan listrik seutas kawat platina 3. pemuaian suatu keping bimetal 4. pemuaian tekanan gas pada volume tetap 5. radiasi yang dipancarkan benda

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

A. SUHU

Pembuatan skala pada termometer raksa. Ada 4 langkah untuk menentukan skala sebuah termometer raksa:

1. menentukan titip tetap bawah (titik lebur es murni) 2. menentukan titik tetap atas (titik didih air murni) 3. membagi jarak antara kedua titik tetap menjadi beberapa bagian yang jaraknya sama. 4. memperluas skala di bawah titik tetap bawah dan di atas titik tetap atas

Skala atau satuan suhu yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala kelvin, dimana nol kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suau benda. Pada suhu nol kelvin, partikel-partikel sama sekali tidak bergerak (diam). Karena itu, suhu nol kelvin disebut juga suhu nol mutlak. Beberapa skala termometer yang dijumpai dalam keseharian adalah skala celcius. Angka-angka untuk titik didih tetap bawah dan titik tetap atas skala-skala termometer ditunjukkan pada tabel di bawah ini!

Termometer Titik tetap bawah Titik tetap atasCelcius 0 100Reamur 0 80Fahrenheit 32 212Kelvin 273 373

Rumus Konversi Skala suhu termometer = C : R : (F – 32) : (K – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

1) Hubungan antara skala Celcius dengan Reamur

t 0C=54t 0R

t 0R=45t0C

2) Hubungan antara skala Celcius dengan Fahrenheit

t 0F=95t 0C+320

t 0C=59(t ¿¿0F−320)¿

3) Hubungan antara skala Reamur dengan Fahrenheit

t 0F=94t 0R+320

t 0R=49(t ¿¿0 F−320)¿

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

4) Hubungan antara skala Celcius dengan Kelvint 0C=T (K )−273T (K )=t0C+273

Karena dari Kelvin ke derajat Celsius, Kelvin dimulai dari 273 derajat, bukan dari -273 derajat. Dan derajat Celsius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin sama perbandingan nya dengan derajat Celsius yaitu 5:5, maka dari itu, untuk mengubah suhu tersebut ke suhu yang lain, sebaiknya menggunakan atau mengubahnya ke derajat Celsius terlebih dahulu, karena jika kita menggunakan Kelvin akan lebih rumit untuk mengubahnya ke suhu yang lain. Contoh: K=R 4/5X[300-273] daripada: C=R 4/5X27 Sebagai contoh:

dan .

Termometer raksa dan termometer alkohol mempunyai kelebihan masing-masing. Keunggulan termometer raksa dibandingkan alkohol adalah: (1) raksa mudah dilihat karena mengkilat, (2) jangkauan raksa cukup lebar (-400C sampai dengan 3500C). Keunggulan termometer alkohol dibandingkan raksa adalah: (1) alkohol lebih peka, sebab perubahan volumnya lebih besar daripada raksa untuk perubahan suhu yang sama. Jadi, untuk perubahan suhu yang sama, perubahan panjang kolom raksa lebih besar, (2) alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin, misalnya suhu di kutub, sebab titik beku alkohol sangat rendah, yaitu -1120C.

Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi digunakan termometer gas yang jangkauan suhunya lebar (-2500C sampai dengan 15000C). Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (di atas 10000C) seperti tungku peleburan baja atau permukaan matahari (di atas 60000C), digunakan pirometer. Pirometer mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.

1. 600C = ... 0R= ... 0F = ....0KPenyelesaian:C : R : F : K5 : 4 : 9(+32) : 5 (+273)

60 : ? : ?(+32) : ? (+273)

a. 600C = .... 0R = 4/5 x 600R = 2400R : 5 = 1200R

b. 600C = .... 0F =9/5 x 60 (+32)0F = 540/5 (+32)0F = 108 + 32 0F = 1400F

c. 600C = .... 0K = 5/5 x 60 (+273) 0K = 60 + 273 0K = 3330K

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Jelaskan pengertian suhu!2. Sebutkan satuan dan dimensi dari besaran suhu!3. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah…4. Sebutkan jenis- jenis thermometer beserta skalanya!5. Sebutkan sifat- sifat termometrik bahan!

Untuk soal no 6– 8Konversikan suhu thermometer berikut ini!

6. -400F=……0C=……0R7. 303 K=…..0C=……0R8. 25 0C=…..0F=……0R9. Jika suhu suatu benda adalah 176 0F maka suhu mutlakmya adalah….10. Thermometer Celsius dan Reamur menunjukkan nilai yang sama pada angka…11. Thermometer Fahrenheit dan Reamur menunjukkan nilai yang sama pada angka…12. Thermometer Celsius dan Fahrenheit menunjukkan nilai yang sama pada angka…13. Sebatang karbon dioksida padat (dry ice) menjadi gas (uap) pada suhu – 1120F. Tentukan

suhunya dalam Celsius dan Reamur!14. Logam aluminium melebur pada suhu 659,70C dan Titanium melebur pada suhu 18000C.

Tentukan suhunya dalam Fahrenheit, Reamur dan Kelvin untuk masing- masing logam tersebut!

15. Suatu thermometer X memiliki titik lebur es pada 400Xdan titik didih air pada 1200X. Jika suhu suatu benda 800C, maka suhu benda pada thermometer X adalah….

16. Suatu thermometer X memiliki titik lebur es pada 200Xdan titik didih air pada 1200X. Jika thermometer Y memiliki titik lebur es pada -100Ydan titik didih air pada 1900Y, maka kedua thermometer tersebut menunjukkan nilai yang sama pada …0

17. Gunakan data no. 16.! Jika suhu suatu benda diukur dengan thermometer Y adalah 600 Y, maka diukur dengan thermometer X nilainya adalah…

18. Titik lebur dan titik didih air pada thermometer X adalah 500X dan 2000X. Jika suhu suatu benda diukur dengan thermometer ini menunjukkan nilai 80 0X, maka diukur dengan thermometer Celsius adalah…

19. Suhu suatu benda adalah 400R. Jika diukur dengan thermometer X yang mempunyai titik beku dan titik didih masing- masing 200X dan 1400X maka suhunya adalah…

20. Jika mengukur suhu suatu benda menggunakan thermometer Fahrenheit diperoleh hasil 3 kali lebih besar dibandingkan mengukur menggunakan thermometer Reamur, maka suhu benda tersebut adalah…

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Kalor dan pengaruhnya

Pengertian kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah

Kapasitas kalor adalah jumlah energi panas (kalor) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 10C. Besarnya kapasitas kalor dapat dirumuskan:

C=Q/ΔT dimana Q= kalor (Joule) , C= kapasitas kalor (J/K), dan ΔT= perubahan Suhu (0C)

Kalor jenis adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebesar 10C. Kalor jenis suatu benda berbeda antara benda yang satu dengan benda yang lain, sehingga kalor jenis termasuk karakteristik suatu zat. Besarnya kalor jenis dapat dirumuskan:

c = Q/m.ΔT dimana Q= kalor (Joule) , c= kalor jenis (J/Kg0C), dan ΔT= perubahan suhu (0C)

Besarnya energi panas yang diserap atau dilepas pada saat perubahan suhu suatu benda dirumuskan

Q = m. c. ΔT

a. Azas Black

Azas Black merupakan penggambaran energy panas yang bersifat konservatif. Jika dua buah bahan dengan suhu yang berbeda dicampur pada system tertutup maka energinya akan dilepas oleh satu bahan dan diserap oleh bahan lainnya. Secara matematis dapat dirumuskan:

Qlepas=Qserap

NOTES

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

B. KALOR

1 kalori = 4,2 joule1 Joule = 0,24 kalori

Contoh soal:

Soal No. 1

Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 0,5 kg zat cair dari 28 K menjadi 48 K, bila kalor jenis zat cair adalah 4.000 J/kg K?

Pembahasan :

Diketahui: m = 0.5 kg

t1 = 28 K

t2 = 48 K

Ditanya : Q?

Jawab :

Q = m. c. Δt

Q = (0,5 kg) (4.000 J/kg K) (20 K)

Q = 40.000 Joule

Soal No. 2 200 gram air bersuhu 80oC dicampurkan dengan 300 gram air bersuhu 20oC. Tentukan suhu campurannya!

PembahasanData yang diperlukan:m1 = 200 gramm2 = 300 gramΔT1 = 80 − tΔT2 = t − 20Suhu akhir = t = ......?

Qlepas = Qterima

m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2

(200)(1)(80 − t) = (300)(1)(t − 20) (2)(1)(80 − t) = (3)(1)(t − 20) 160 − 2t = 3t − 605t = 220t = 44oCSoal No. 3 500 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!

PembahasanData :m = 500 gram T1 = −12oCT2 = −2oCΔT = T2 − T1 = −2o − (−12 ) = 10oCc = 0,5 kalori/groC

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Q = ....?

Q = mcΔTQ = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

1 kalori = 4,2 jouleQ = 2500 x 4,2 = 10500 joule

Soal No. 4 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!

PembahasanData :Q = 12 kilojoule = 12000 joulem = 2500 gram = 2,5 kgT1 = 30oCc = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840 joule/kg oC T2 =...?

Q = mcΔT12000 = (2,5)(840)ΔTΔT = 12000/2100 = 5,71 oC

T2 = T1 + ΔT = 30 + 5,71 = 35,71 oC

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Jelaskan pengertian kalor!2. Sebutkan satuan dan dimensi dari besaran kalor!3. Alat yang digunakan untuk mengukur kalor adalah…4. Menurut kesetaraan energy kalor :

1 kal = …………... Joule1 Joule = …………… kal

5. Jelaskan pengertian kapasitas kalor!6. Jelaskan pengertian kalor jenis!7. Jelaskan bunyi Azas Black beserta rumusnya!8. Berapakah energy kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg air dari 100C menjadi

250C?9. Suatu system pendingin mobil berisi 18 liter air. Tentukan energy kalor yang diserap oleh

air jika suhunya berubah dari 200C menjadi 900C!10. Sebuah pemanas air memiliki daya 7200 kal/jam. Tentukan massa air yang dapat

dipanaskan dalam satu jam pada suhu 200C hingga 600C!11. Jumlah energy kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 5,1 kg suatu logam dari suhu

200C hingga 300C adalah 135 kJ. Tentukan kalor jenis logam tersebut!12. Tentukan jumlah energy kalor yang dihasilkan oleh sebuah mobil saat melaju hingga

berhenti jika massanya 1000 kg dengan kecepatan 100 km/jam!13. Suatu logam dengan massa 0,5 kg dan suhu 200C dicampur dengan air mendidih sehingga

suhu akhirnya 800C. jika kalor jenis logam adalah 0,2 kal/g0C, maka tentukan jumlah air yang dicampur!

14. Terdapat 230 g kopi bersuhu 900C pada suatu gelas. Kemudian ditambahkan 20 g susu bersuhu 50C. tentukan suhu akhir campuran!(cair=ckopi=csusu=1 kal/g0C)

15. Sebuah pemanas listrik dengan daya 3 kW digunakan untuk mendidihkan 1,5 kg air yang bersuhu 180C. Tentukan energy dan waktu yang dibutuhkan!

16. Selembar aluminium yang massanya 75 gram dipanaskan dari suhu 10°C menjadi suhu 70°C. Jika kalor jenis aluminium adalah 0,9 Joule/gram°C, berapakah kalor yang diterima aluminium tersebut?

17. Untuk menaikkan suhu 200 gram logam X dari suhu 25°C menjadi 75°C dibutuhkan kalor sebanyak 35 Kilojoule. Berapakah kalor jenis logam X tersebut?

18. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 350 gram besi dari suhu 20°C menjadi 100°C? Kalor jenis besi = 0,11 Kalori/gram°C.

19. Berapakah jumlah kalor yang dilepaskan untuk mendinginkan 200 gram air dari suhu 100°C menjadi suhu 0°C? Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C.

20. Sebuah kubus besi memiliki panjang sisi 10 cm. Jika massa jenis besi adalah 7.860 kg/cm3, kalor jenis besi adalah 0,11 kalori/gram°C, suhu awal besi = -5°C dan suhu akhir besi adalah 55°C, tentukan massa kubus besi tersebut dan tentukan berapakah kalor yang diterima kubus besi tersebut? Nyatakan dalam satuan joule!

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

b. Pemuaian

Energi kalor yang diserap suatu benda dapat menggetarkan atom – atom penyusunnya sehingga benda mengalami pemuaian. Terdapat 3 jenis pemuaian yaitu pemuaian panjang, luas dan volum.

Pemuaian Panjang LT=L0(1+α.ΔT)

Pemuaian Luas AT=A0(1+β.ΔT)

Pemuaian Volum VT=V0(1+γ.ΔT)

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Contoh soal:

Rel baja masing- masing panjangnya 110 m. Beradu pada suhu 70 0C. Tentukan berapa cm celah diantara keduanya pada suhu 10 0C! L = Lo (1 + ą.△T) Karena lempengan logam terdiri atas 2 keping (masing-masing keping mengerut di kedua ujung sebesar 1/2 △L), maka besarnya celah pada suhu 10 derajat adalah =h = 2 x 1/2 △L = △L= Lo.ą.△T = 110 . 10-5 . -60 = -0,066 m = -6,6 cm

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Sebutkan jenis- jenis pemuaian beserta rumusnya!2. Sebatang logam dengan panjang I m pada suhu 200C dipanaskan hingga suhunya 800C

dan mengalami pertambahan panjang 1 mm. Jika logam tersebut dipanaskan hingga bersuhu 1400C, maka panjang logam tersebut adalah menjadi… m

3. Sebuah bola dengan diameter 3 cm terbuat dari logam pada suhu 20 0C. Jika dipanaskan hingga suhu 1200C volumenya menjadi 14,2 cm3, maka tentukan koefisien muai volum logam tersebut!

4. Suatu campuran logam pada gelegar jembatan terbuat dari baja. Ketika suhu 00C panjang gelegar 1500 m. Tentukan panjang gelegar jika suhunya naik menjadi 350C!

5. Suatu bola terbuat dari logam (α=0,0000119 K -1) dengan jari- jari 10 cm dipanaskan hingga suhu 100K. Tentukan volume akhir bola!

6. Suatu logam dengan panjang 1 m pada suhu 200C dipanaskan hingga 800C dan panjangnya bertambah 1 mm. Jika dipanaskan hingga 1400C, maka panjang logam menjadi…

7. Panjang sebatang aluminium pada suhu 0°C adalah 2 meter. Koefisien muai panjang aluminium 2,35 x 10-5/°C. Berapa panjang aluminium pada suhu 40°C dan 150°C?

8. Berapa panjang kaca pada suhu 20°C jika pada suhu 50°C panjangnya 40,016 meter? (Koefisien muai panjang kaca= 8 x 10-6/°C)

9. Panjang logam pada suhu 400°C adalah 1,007 kali panjangnya pada suhu 50°C. Berapa koefisien muai panjang logam?

10. Pada saat dilakukan pemasangan rel kereta api, suhu udara sekitar adalah 27°C. Panjang tiap batang rel adalah 175 meter. Suhu tertinggi yang pernah tercatat di daerah itu adalah 40°C. Jika koefisien muai panjang besi 1,2 x 10-5/°C, berapa jarak antar rel pada waktu pemasangan agar rel tidak sampai bengkok?

11. Pada suhu 100°C luas lempeng aluminium adalah 2,01524 m2. Jika luas lempeng pada suhu 0°C adalah 2m2, berapa koefisien muai luas aluminium?

12. Minyak yang suhunya 0°C mempunyai volume 10 liter. Pada saat dibuat untuk menggoreng ikan, suhunya 120°C. Berapa volume minyak saat itu? (Koefisien muai minyak= 1,2 x 10-3/°C)

13. Ada 2 batang logam berbeda volume pada suhu 0°c. Koefisien muai panjang logam A = 2,4 x 10-5/K, sedangkan koefisien muai volume benda B= 1,2 x 10 -5/K. Jika kedua logam ini dipanaskan, maka pada suhu 250°C volume kedua logam akan sama. Jika volume logam pada suhu 0°C adalah 400 cm3, berapa volume logam B pada suhu 0°C?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

c. Perubahan Wujud

Ada 6 jenis perubahan wujud zat, yaitu:

1. MENCAIR : perubahan wujud dari padat menjadi cair2. MEMBEKU : perubahan wujud dari cair menjadi padat3. MENGUAP : perubahan wujud dari cair menjadi gas4. MENGEMBUN : perubahan wujud dari gas menjadi cair5. MENYUBLIM : perubahan wujud dari padat menjadi gas6. DESPOSISI : perubahan wujud dari gas menjadi padat

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Table 1. Kalor Laten Berbagai Bahan

JENIS BAHAN LF (kJ/kg) LV (kJ/kg)

Aluminium 397 11.400

Tembaga 134 5.060

Es 334 2.260

Besi 289 6.340

Perak 88,2 2.330

Timah 23,3 870

Raksa 11,5 2.970

Emas 64,4 1580

Contoh soal:

Soal No. 1

500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

PembahasanData yang diperlukan:m = 500 gram cair = 1 kalori/groCLes = 80 kalori/gr Suhu akhir → 5oCQ = .....?

Untuk menjadikan es 0oC hingga menjadi air 5oC ada dua proses yang harus dilalui:→ Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q1

Q1 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q2

Q2 = mcairΔTair = (500)(1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:Q = Q1 + Q2 = 40000 + 2500 = 42500 kaloriSoal No. 2 500 gram es bersuhu −10oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang dibutuhkan!

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

PembahasanData yang diperlukan:m = 500 gram ces = 0,5 kalori/groCcair = 1 kal/groCLes = 80 kal/gr Suhu akhir → 5oCQ = .....?

Untuk menjadikan es − 10oC hingga menjadi air 5oC ada tiga proses yang harus dilalui:→ Proses untuk menaikkan suhu es dari −10oC menjadi es bersuhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q1

Q1 = mcesΔTes = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori

→ Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q2

Q2 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori

→ Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q3

Q3 = mcairΔTair = (500)(1)(5) = 2500 kalori

Kalor total yang diperlukan:Q = Q1 +Q2 + Q3 = 2500 + 40000 + 2500 = 45000 kalori

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Sebutkan jenis- jenis perubahan wujud beserta contohnya dalam kehidupan sehari- hari!2. Kalor jenis dari es, air dan kalor laten lebur es masing- masing adalah 2100 J/kg 0C, 4200

J/kg 0C dan 334 kJ/kg. Tentukan banyaknya energy yang dibutuhkan untuk mengubah 5 kg es pada suhu -100C menjadi air pada suhu 200C!

3. Air sebanyak 5 kg menguap semuanya pada suhu 1000C. Tentukan banyaknya Aluminium yang menguap jika dipanaskan dengan energy yang sama! (LV air = 2260kJ/kg, LV Al = 11.400 kJ/kg)

4. Tentukan energy yang dibutuhkan untuk mengubah 2 gr am es suhu -10 0C menjadi uap seluruhnya!

5. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah suhu 900 gram es dari suhu -10°C hingga seluruhnya menjadi air bersuhu 20°C? Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C, kalor jenis es = 0,5 kalori/gram°C, kalor lebur air dan es = 80 kalori/gram.

6. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah 20 gram es bersuhu 0°C menjadi air bersuhu 10°C?

7. Untuk mengubah tembaga bersuhu 30°C menjadi suhu 0°C, dilepaskan kalor sebanyak 900 joule. Berapakah massa tembaga yang terbentuk?

8. Sebuah balok es memiliki panjang 20 cm, lebar 10 cm dan tinggi 2,5 cm, dari suhu -25°C berubah menjadi air bersuhu 25°C. Jika massa jenis es adalah 920 kg/cm3, kalor jenis es = 2,1 Joule/gram°C, kalor jenis air = 4,2 Joule/gram°C dan kalor lebur es dan air adalah 334 Joule/gram, berapakah jumlah kalor yang dibutuhkan zat tersebut?

9. Untuk meleburkan 2 kg emas, diperlukan kalor sebanyak 14,2 megajoule. Berapakah kalor lebur emas tersebut?

10. Jumlah kalor yang diperlukan sebanyak 660 joule digunakan untuk memanaskan 11 gram es yang suhunya adalah 1°C. Jika kalor lebur es adalah 334 Joule/gram, berapakah suhu akhirnya?

11. Sebanyak 40 gram besi bersuhu 1,5°C dipanaskan dengan jumlah kalor 700 joule. Jika kalor lebur besi = 240 Joule/gram, maka apakah bentuk wujud yang terakhir?

12. Sepotong aluminium bermassa 30 gram diuapkan hingga semuanya menjadi uap. Jika kalor uap aluminium adalah 11.390 Joule/gram, berapakah kalor yang diserap oleh aluminium tersebut?

13. Berapakah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 50 gram timah hitam bersuhu 0°C hingga semuanya menjadi uap bersuhu 100°C?

14. Air bermassa 220 gram memiliki suhu 20°C. Tentukan kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan seluruh air tersebut. Kalor jenis air = 1 kalori/gram°C, kalor uap air = 540 kalori/gram dan titik didih air = 100°C.

15. Sebanyak 10 gram uap air jenuh bersuhu 100°C dialirkan ke dalam sebuah kalorimeter yang berisi 81 gram air dan 10 gram es bersuhu 0°C. Jika massa kalorimeter 100 gram dan kalor jenisnya adalah 0,09 kalori/gram°C, maka berapakah suhu akhirnya?

16. Untuk mengubah es dari suhu 0°C menjadi suhu 100°C dibutuhkan kalor sebanyak 200 kilojoule. Berapakah massa es tersebut?

17. Sebatang besi yang massanya 50 gram dan bersuhu 26,3°C dimasukkan ke bejana aluminium bermassa 75 gram dan bersuhu 33,7°C. Jika kalor jenis besi = 0,11 kalori/gram°C dan kalor jenis aluminium = 0,09 kalori/gram°C, maka berapakah suhu akhir dari campuran tersebut?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

18. Alkohol yang massanya 50 gram dan suhunya adalah 66,3°C dimasukkan ke dalam air yang massanya adalah 75 gram dan suhunya adalah 21,9°C. Kalor jenis alkohol = 2,4 J/g°C dan kalor jenis air = 4,2 J/g°C. Berapakah suhu akhir campuran itu?

19. Sebanyak 140 gram mentega bersuhu 50°C dimasukkan ke dalam wadah berisi 70 gram es batu bersuhu 30°C. Berapakah suhu akhir campuran tersebut? Kalor jenis mentega = 0,6 Joule/gram°C dan kalor jenis es batu = 2,1 Joule/gram°C.

20. Sebanyak 0,2 kg air yang suhunya 80°C dituangkan ke dalam bejana tembaga yang suhunya 20°C dan kapasitas kalornya adalah 168 Joule/°C. Berapakah suhu akhirnya?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

d. Perpindahan Kalor

Ada tiga jenis perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.KONDUKSIKonduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan

partikel-partikel zat tersebut. Ketika kamu sedang duduk di kursi paling belakang dan ingin memberikan buku kepada temanmu yang duduk di kursi paling depan, apa yang akan kamu lakukan? Kamu dapat memberikan buku itu kepada temanmu yang duduk di depanmu, lalu temanmu itu memberikannya kepada temanmu yang duduk di depannya lagi. Demikian seterusnya sampai buku itu itu diterima oleh teman yang kamu tuju. Buku dapat sampai ke teman yang kamu tuju karena adanya perpindahan buku dari tangan ke tangan yang lainnya. Apakah temanmu yang memberikan buku ikut berpindah? Jelaslah buku dapat berpindah tetapi teman-temanmu tidak ikut berpindah. Demikian pula hantaran kalor secarakonduksi.

Ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan terasa semakin panas. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa perpindahan dari ujung besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu pegang mirip dengan perpindahan buku yang kamu lakukan, di mana molekul-molekul besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor seperti ini dinamakan perpindahan kalor secara hantaran atau konduksi. Dalam kehidupan sehari-hari, dapat kamu jumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan konsep perpindahan kalor secara konduksi, antara lain : setrika listrik, solder. Mengapa alat-alat rumah tangga seperti setrika, solder, panci, wajan terdapat pegangan dari bahan isolator? Hal ini bertujuan untuk menghambat konduksi panas supaya tidak sampai ke tangan kita.

Laju perpindahan kalor secara konduksi dapat dirumuskan:

H=∆Q∆ t

=kAT1−T 2

d

Dimana ∆Q∆t

adalah laju konduksi (J/s), T1 adalah suhu tinggi (0C), T2 adalah suhu rendah

(0C), d adalah panjang atau tebal bahan (m), A adalah luas bahan (m2) dan k adalah koefisien konduksi atau konduktivitas termal bahan (J/s m0C).

KONVEKSIKonveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-

partikel zat tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Kamu dapat memahami peristiwa konveksi, antara lain: 1) Pada zat cair karena perbedaan massa jenis zat, misal system pemanasan air, sistem aliran air panas. 2) Pada zat gas karena perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut, sistem ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam ruangan dipasang AC atau kipas angin, dan cerobong asap pabrik.

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Dari kegiatan yang kamu lakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa, aliran di dalam gelas disebabkan karena perbedaan massa jenis zat. Air yang menyentuh bagian bawah gelas kimia tersebut dipanasi dengan cara konduksi. Akibat air menerima kalor, maka air akan memuai dan menjadi kurang rapat. Air yang lebih rapat pada bagian atas itu turun mendorong air panas menuju ke atas. Gerakan ini menimbulkan arus konveksi. Pada bagian zat cair yang dipanaskan akan memiliki massa. Konveksi pada zat cair jenis menurun sehingga mengalir naik ke atas. Pada bagian tepi zat cair yang dipanaskan konveksi yang terjadi seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pada bagian tengah zat cair yang dipanaskan, konveksi yang terjadi seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Dari kegiatan yang kamu lakukan terlihat bahwa asap turun di dalam cerobong yang tidak dipanaskan. Pada cerobong yang dipanaskan tekanan udara kecil sehingga asap akan bergerak naik ke atas. Aliran udara yang terlihat itulah yang menunjukkan konveksi pada zat gas. Tahukah kamu mengapa cerobong asap pabrik di buat tinggi? Coba kamu cari tahu alasannya! Angin laut dan angin darat merupakan contoh peristiwa alam yang melibatkan arus konveksi pada zat gas. Tahukah kamu bagaimana terjadinya angin laut dan angin darat?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Pada siang hari daratan lebih cepat panas daripada lautan. Hal ini mengakibatkan udara panas di daratan akan naik dan tempat tersebut diisi oleh udara dingin dari permukaan laut, sehingga terjadi gerakan udara dari laut menuju ke darat yang biasa disebut angin laut. Angin laut terjadi pada siang hari, biasa digunakan oleh nelayan tradisional untuk pulang ke

daratan.Terjadinya angin darat pada malam hari daratan lebih cepat dingin daripada lautan. Hal ini mengakibatkan udara panas di permukaan air laut akan naik dan tempat tersebut diisi oleh udara dingin dari daratan, sehingga terjadi gerakan udara dari darat menuju ke laut yang biasa disebut angin darat. Angin darat terjadi pada malam hari, biasa digunakan oleh nelayan tradisional untuk melaut.

Laju perpindahan kalor secara konveksi dapat dirumuskan :

H=∆Q∆ t

=h AΔT

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

Dimana ∆Q∆t

adalah laju konveksi (J/s), ΔT adalah selisih suhu (0C), A adalah luas bahan

(m2) dan h adalah koefisien konveksi (J/s m2 0C).

RADIASIBagaimanakah energi kalor matahari dapat sampai ke bumi? Telah kita ketahui bahwa

antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran. Contoh perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita rasakan lagi. Hal ini berarti tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena terhalang oleh penyekat itu. Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa:

Dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang hampa;

Radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penutup yang dapat menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.

Laju perpindahan kalor secara radiasi dapat dirumuskan :

H=∆Q∆ t

=eσAT 4

Dimana ∆Q∆ t

adalah laju radiasi (J/s), T4 adalah suhu mutlak (K), A adalah luas bahan

(m2), σ adalah tetapan Stefan Boltzman (5,67 x 10 -8 W/m2 K) dan e adalah emisivitas benda hitam (0 ≤ e ≤ 1)

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

1. Sebutkan macam- macam perpindahan kalor beserta rumusnya!2. Jelaskan contoh perpindahan kalor secara konduksi dalam kehidupan sehari- hari!3. Jelaskan contoh perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari- hari!4. Jelaskan contoh perpindahan kalor secara radiasi dalam kehidupan sehari- hari!5. Dua buah logam A dan B dengan ukuran yang sama dari bahan yang berbeda

dihubungkan seperti pada gambar:

Ujung bebas logam A bersuhu 800C dan ujung bebas logam B bersuhu 50C. jika koefisien konduksi logam B dua kali logam A, maka tentukan suhu pada sambungan logam tersebut!

6. Seseorang memiliki suhu kulit 320C berada dalam ruangan bersuhu 200C. jika diasumsikan luas permukaan tubuh orang tersebut 1,5 m2, maka tentukan energy kalor yang dilepaskan tubuh dalam waktu 10 menit! (h=7,1 J/s m2K)

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

A B

Pilihlah Jawaban yang benar!

1. Satuan dari besaran suhu menurut SI adalah …

a. 0Cb. 0R

c. 0Fd. Ke. 0Rk

2. Pernyataan yang benar dibawah ini adalah …a. Suhu dan kalor merupakan besaran

yang samab. Suhu dapat berpindah dari benda

panas ke dinginc. Benda bersuhu panas menyimpan

lebih banyak kalor daripada benda dingin

d. Benda bersuhu panas menyimpan lebih banyak energy daripada benda bersuhu dingin

e. Suhu yang lebih tinggi maka menyimpan kalor yang lebih besar

3. Titik didih dan titik lebur air murni pada

tekanan standar adalah...a. 00C dan 800Cb. 320R dan 2120Rc. 00F dan 1000F

d. 320F dan 2120Fe. 1730F dan 2730F

4. Jika suatu benda mempunyai kalor jenis tinggi, maka bahan tersebut adalah …a. Lambat mendidihb. Cepat mendidih

c. Lambat melelehd. Suhunya cepat naik

e. Suhunya lambat naik

5. Berikut ini perubahan wujud yang melepas

kalor adalah …

a. Membeku dan menguapb. Membeku dan mengembunc. Menguap dan mengembund. Melebur dan menguap

e. Melebur dan membeku6. Suhu permukaan matahari sekitar 6.000K.

jika dinyatakan dalam celsius maka suhu matahari adalah...a. 5.500 0Cb. 5.727 0Cc. 5.924 0Cd. 6.218 0Ce. 6.512 0C

7. Besarnya laju perpindahan kalor secara konduksi adalah...a. Sebanding dengan tebal bahan

b. Berbanding terbalik dengan luasc. Berbanding terbalik dengan kenaikan

suhud. Sebanding dengan kenaikan suhu

e. Tidak tergantung pada jenis bahan8. Perpindahan kalor konveksi terjadi pada....

a. Zat padatb. Zat cairc. Gasd. Zat padat dan cair

e. Zat cair dan gas9. Angin darat dan angin laut merupakan

contoh perpindahan kalor secara...a. Konduksi

b. Konveksic. Radiasid. Abrasie. Elaborasi

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

EVALUASI AKHIR BAB 2A

10. Besar kalor yang diserap atau dilepaskan

oleh suatu benda bergantung pada faktor- faktor berikut, kecuali...a. Massa bendab. Suhu awal

c. Suhu akhird. Kalor jenis bendae. Tekanan benda

11. Termometer skala Reamur dan Fahrenheit menunjukkan angka yang sama pada suhu...

a. -27,30

b. -400

c. -25,60

d. 00

e. 320

12. Potongan aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 200C dimasukkan ke dalam bejana berisi air massa 100 gram dan suhu 800C. Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g0C maka suhu akhir campuran adalah…a. 200C

b. 420Cc. 620Cd. 800Ce. 1000C

13. Sebatang tembaga bermassa 100 g mula-

mula bersuhu 95 ° C

dijatuhkan dalam 200 g air yang terdapat dalam wadah

aluminium 280 g. Air dan wadah mula-

mula bersuhu 15 °C

.Berapakah suhu akhir system?(kalor jenis tembaga = 0,092

dan kalor jenis aluminium = 0,215)a. 15,7 ºCb. 17,7 ºCc. 19,7 ºC

d. 21,7 ºCe. 23,7 ºC

14. Benda dengan massa 0,5 kg mula- mula mempunyai suhu 30ºC. Untuk menaikkan suhunya menjadi 75ºC diperlukan kalor

sebesar 45 x 103 J. Kalor jenis benda

tersebut adalah....a. 1.700 J/kg ºC

b. 1.800 J/kg ºCc. 1.900 J/kg ºC

d. 2.000 J/kg ºCe. 2.100 J/kg ºC

15. Sepotong besi panjangnya 1 meter dipanaskan dari suhu 25°C menjadi 125°C. Jika koefisien pemuaian linier besi 11× 10-

6/°C panjang besi tersebut adalah …

a. 1,0011 mb. 1,011 m

c. 1,11 md. 0,11 m

e. 1,01 m16. Sebuah termometer menunjukan angka

30° celcius. Jika dinyatakan dalam skala fahrenheit adalah ...a. 860Fb. 800Fc. 720Fd. 700F

e. 680F17. 100 gram air bersuhu 20°C diubah menjadi

sebongkah es. Besar kalor yang dilepaskan oleh air tersebut adalah... ( kalor jenis air 1 kal/gr°C, kalor es 80

kal/gr)

a. 100.000 kalb. 10.000 kalc. 1000 kald. 100 kal

e. 10 kal18. Sebuah termometer A menunjukan angka

-40° A pada titik beku air dan 120° A pada titik didih air. Suhu 80° A sama dengan ...

a. 1000Rb. 750R

c. 500Rd. 250R

e. 100R

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

19. Sebuah termometer Y menunjukan angka

-50° Y pada titik beku air dan 70° Y pada titik didih air. Suhu 20° Y sama dengan ...

a. 400Cb. 450C

c. 500cd. 550Ce. 600C

20. Perbandingan laju kalor yang dipanaskan oleh sebuah benda hitam bersuhu 1.000 K dan 3.000 K adalah....

a. 1 : 81b. 1 : 27

c. 81 : 1d. 27 : 1

e. 1 : 9

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

URAIAN

1. Sebuah ketel listrik 50 W digunakan untuk memanaskan 105 g air. Setelah 3 menit sejak saklar listrik

dinyalakan suhu air naik dari 15 °Cmenjadi 35 °C .Jika seluruh energi listrik diubah menjadi kalor (efisiensi ketel 100%), hitunglah:

a. kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan airb. kapasitas kalor airc. kalor jenis air

2. Panjang batang rel kereta api masing- masing 10 m dipasang pada suhu 20 °C Diharapkan pada suhu 30 °C rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai batang rel kereta api 12 x10−6 /°C .Jarak

antara kedua rel yang diperlukan pada suhu 20 °C adalah….

3. Sebatang tembaga bermassa 100 g mula- mula bersuhu 95 ° C dijatuhkan dalam 200 g air yang

terdapat dalam wadah aluminium 280 g. Air dan wadah mula- mula bersuhu 15 °C .Berapakah suhu akhir system?(kalor jenis tembaga =0,092 dan kalor jenis aluminium = 0,215)

4. Berapa lama diperlukan oleh elemen pemanas 100W untuk meleburkan 1kg es pada suhu 0 ° C ?(kalor

laten lebur es=3 ,33 x105 J /kg )

5. Sebuah bejana baja 4 L, 95 % volumenya diisi alcohol.Jika suhu awal bejana 0 ° C dan bejana tersebut

dipanaskan sampai 70 °C , berapakah volum alcohol yang tumpah?(koefisien muai panjang baja =0 ,000011 /°C dan koefisien muai volum =0 ,001 /° C )

Remidiasi

1. Pembacaan skala termometer Fahrenheit akan sama dengan skala termometer Celcius pada suhu ...2. Ada 3 macam perpindahan kalor, yaitu…,…dan….3. Prinsip kerja air pendingin mesin/radiator pada mobil adalah perpindahan panas dengan cara ... 4. Sebuah termometer menunjukan angka 30° celcius. Jika dinyatakan dalam skala fahrenheit adalah ...5. 100 gram air bersuhu 20°C diubah menjadi sebongkah es. Besar kalor yang dilepaskan oleh air tersebut

adalah... (kalor jenis air 1 kal/gr°C, kalor es 80 kal/gr)6. Sepotong besi panjangnya 1 meter dipanaskan dari suhu 25°C menjadi 125°C. Jika koefisien pemuaian

linier besi 11× 10-6/°C panjang besi tersebut adalah …7. Termometer ruang laboratorium komputer menunjukkan angka 77°F. Jika ruang tersebut diukur

menggunakan thermometer celcius, maka angka yang ditunjukkan adalah ...8. Laju kalor pada sebatang logam yang panjangnya x, luas penampang A, dan perbedaan suhunya ∆T

adalah…9. Jembatan terbuat dari baja pada saat musim hujan (10°C) panjangnya 500 m. Jika koefisien muai

panjang 11 ×10-6/°C, maka pertambahan panjang baja pada saat musim kemarau (40°C) adalah ...

10. Besi silinder berdiameter 14 cm dipanaskan dari suhu 30°C menjadi 130°C. Jika koefisien muai panjang besi 10-5/°C, pertambahan luas penampang yang terjadi sebesar ...

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

B

C

11. Perpindahan kalor dengan cara konduksi salah satu contohnya adalah ... 12. Sepotong tembaga bermassa 200 gram suhunya 100°C dimasukkan ke dalam 1.000 gram air yang

bersuhu 20°C. Kalor jenis tembaga 0,1 kal/gr°C dan kalor jenis air 1 kal/gr°C. Suhu kesetimbangan campuran tersebut adalah ...

13. Suhu air pendingin (radiator) 104°F, bila dinyatakan dalam skala celcius adalah ...

14. Ke dalam kalorimeter yang berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 220 gram air bersuhu 60°C, ternyata suhu campurannya 40°C. Kapasitas kalor alat kalorimeter sama dengan ...

15. Termometer A yang telah ditera menunjukkan angka -30°A pada titik beku air pada 90°A pada titik didih air. Maka suhu 60° A sama dengan ....

16. Suhu suatu zat 212 0F, maka suhu mutlaknya adalah …17. Untuk menaikkan suhu 0,5 kg suatu zat cair kalor jenisnya 400 J /kgK dari 28 0C menjadi 38 0C

diperlukan kalor …18. Es, massanya 125 gram suhu 0 0C dimasukkan ke dalam 500 gr air suhu 20 0C. Ternyata es melebur

suluruhnya. Bila kalor lebur es = 80 kalori/gr dan kalor jenis air 1 kal/gr 0C, maka suhu akhir campuran adalah …

19. Sebatang baja (angka muai linier 10-5/ºC) panjangnya 100,0 cm pada suhu 30ºC. Bila panjang batang baja itu sekarang menjadi 100,1 cm, berapakah suhunya sekarang?

20. Dimensi dari koefisien muai volum adalah….

PENGAYAAN1. Untuk menaikkan suhu 150 gram mentega dari suhu 10°C menjadi suhu 40°C dibutuhkan kalor

sebanyak 22,5 kilojoule. Berapakah kalor jenis mentega tersebut?2. Sepotong besi yang mempunyai kalor jenis 0,11 kalori/gram°C dipanaskan dari suhu 15°C menjadi 55°C

dan diberikan kalor sebanyak 2.200 kalori. Berapakah massa besi tersebut?3. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 10 kg es dari suhu -100°C menjadi suhu 0°C?4. Sebuah lempengan tembaga bermassa 1,2 kg dipanaskan dari suhu 10°C menjadi suhu 100°C.

Berapakah kalor yang dibutuhkan lempengan tembaga tersebut? Kalor jenis tembaga = 0,09 kalori/kg°C.

5. Suhu awal aluminium adalah 10°C. Jika kalor jenis aluminium = 0,21 kalori/gram°C, massa aluminium = 50 gram dan kalor yang dibutuhkan aluminium = 6.300 Joule. Berapakah suhu akhir aluminium itu?

6. Berapakah kapasitas kalor 125 gram air, jika kalor jenis air adalah 4,2 Joule/gram°C?7. Untuk menaikkan suhu aluminium dari suhu 7,5°C menjadi suhu 37,5°C dibutuhkan kalor sebanyak 36

kilojoule. Berapakah kapasitas kalor aluminium tersebut?8. Untuk menurunkan suhu tembaga dari suhu 100°C menjadi suhu 10°C dilepaskan kalor sebanyak 2.000

Joule. Jika kalor jenis tembaga adalah 0,09 kalori/gram°C, berapakah massa tembaga tersebut?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58

D

9. Sebuah balok aluminium memiliki panjang 15 cm, lebar 10 cm dan tinggi 6 cm. Jika massa jenis aluminium adalah 2.700 kg/cm3 dan kalor jenis balok aluminium adalah 0,9 Joule/gram°C, tentukan massa balok aluminium dan tentukan berapakah kapasitas kalor balok aluminium tersebut.

10. Kalor yang dibutuhkan besi adalah 30 Kilojoule dan kapasitas kalornya adalah 1.500 Joule/°C, berapakah suhu besi tersebut?

11. Selembar aluminium bermassa 36 gram dan bersuhu 15°C dimasukkan ke dalam bejana berisi aluminium bermassa 18 gram dan bersuhu 7,5°C. Berapakah suhu akhir campuran tersebut? Kalor

jenis aluminium = 0,22 kalori/gram°C.12. Sebatang besi yang bermassa 200 gram dan bersuhu 100°C dimasukkan ke dalam air bermassa 300

gram dan bersuhu 200°C. Jika kalor jenis besi = 0,11 kalori/gram°C dan kalor jenis air = 4,2 Joule/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?

13. Sepotong emas bermassa 50 gram dan bersuhu 25,6°C dimasukkan ke wajan berisi aluminium bermassa 65 gram dan bersuhu 47,4°C. Jika kalor jenis emas = 0,03 kalori/gram°C dan kalor jenis aluminium = 0,22 kalori/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?

14. Sebuah germanium bermassa 1,1 kg dan bersuhu 97°C dimasukkan ke wadah tembaga bermassa 1,4 kg bersuhu 9°C. Jika kalor jenis germanium = 0,61 kalori/gram°C dan kalor jenis tembaga = 0,09 kalori/gram°C, berapakah suhu akhir campuran tersebut?

15. Volume udara tertutup 500 liter, massa jenis 1,2 kg/m³, tekanan 5 atm, dan suhu 27°C. Udara dipanaskan dengan volume tetap sehingga tekanan sekarang menjadi 5,4 atm. Kalor jenis udara 2.100 J/kgK. a. Berapa suhu udara sekarang?b. Berapa energi kalor yang diperlukan pada pemanasan ini?

Modul Fisika XI Semester Gasal Tahun Ajaran 2012/2013 58