Perhatikan gambar grafik pemanasan berapakah perubahan suhu pada proses ab

1. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 29 No.4

Berdasarkan grafik di samping banyaknya kalor yang dibutuhkan 3 kg es dalam proses dari A-B-C adalah… (kalor jenis es = 2.100 J/kgoC, kalor lebur es = 336.000 J/kg)

A. 630 kJB. 819 kJC. 1071 kJ

D. 3276 kJ

Pembahasan

Grafik di atas menggambarkan proses perubahan wujud es menjadi air.
Pada proses A-B, kalor digunakan untuk menaikan suhu es dari -10oC sampai 0oC.Q = m c (delta T)Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 Joule = 63 kJ (kj = kilo Joule)Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air. Pada proses ini, suhu es tidak mengalami perubahan

Q = m LF

Q = (3)(336.000) = 1.008.000 JouleBanyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses A-B-C adalah :63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ

Jawaban yang benar adalah C.

2. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 40 No.4

Perhatikan grafik pemanasan 500 gram es suhu -10oC berikut! Jika kalor jenis es 2100 J/kgoC, kalor jenis air 4.200 J/kgoC, dan kalor lebur es 336.000 J/kg. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk proses dari B-C-D ?

A. 31.500 JB. 63.000 JC. 168.000 J

D. 231.000 J

PembahasanMassa es dinyatakan dalam satuan gram karenanya ubah menjadi satuan kilogram (satuan internasional). 500 gram = 0,5 kg.Pada proses B-C, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air

Q = m LF

Q = (0,5)(336.000) = 168.000 Joule

Pada proses C-D, kalor digunakan untuk menaikkan suhu air dari 0oC sampai 30oC

Q = m c (delta T)Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 JouleBanyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses B-C-D :168.000 Joule + 63.000 Joule = 231.000 Joule

Jawaban yang benar adalah D.

3. Soal UN IPA SMP 2012/2013 SP 47 No.4

Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut ini! Jika kalor jenis es 2.100 J/kgoC, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kgoC, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses dari P-Q-R adalah…A. 10.500 JB. 21.000 JC. 336.000 JD. 346.500 JPembahasan

Pada proses P-Q, kalor digunakan untuk menaikkan suhu es dari -5oC sampai 0oC

Q = m c (delta T)Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 JoulePada proses Q-R, kalor digunakan untuk mencairkan semua es menjadi air

Q = m LF

Q = (1)(336.000) = 336.000 JouleBanyaknya kalor yang dibutuhkan es pada proses P-Q-R adalah :10.500 Joule + 336.000 Joule = 346.500 Joule

Jawaban yang benar adalah D.

Tagged Pembahasan Soal UN Fisika SMP 2013, Pembahasan soal UN fisika SMP/MTs – Kalor

Kita sering menemukan contoh soal atau permasalahan yang menuntut kita untuk mencari berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud es dengan suhu tertentu hingga menjadi uap dengan suhu tertentu juga. Untuk bisa memecahkan permasalahan tersebut kita harus paham tentang materi pengaruh kalor terhadap suhu zat, kalor lebur, dan kalor uap. Sekarang coba perhatikan grafik Q – T di bawah ini.

Grafik Q-T pada perubahan wujud es menjadi uap

Grafik di atas merupakan grafik perubahan wujud es menjadi uap pada tekanan 1 atmosfer. Jika sejumlah es yang memiliki suhu di bawah 0°C dipanaskan (diberikan kalor) hingga suhunya mencapai di atas 100°C, maka es tersebut akan berubah wujud dari berbentuk padat menjadi cair kemudian menjadi gas (uap). Perubahan wujud es menjadi uap dapat diamati pada gambar grafik di atas. Adapun keterangan grafik di atas yakni sebagai berikut.

Garis A – B menunjukan es mengalami kenaikan suhu dari - T°C hingga menjadi 0°C akibat diberikannya sejumlah kalor. Dalam hal ini zat masih dalam wujud padat (es). Adapun rumus yang berlaku pada garis A-B yakni:

Q = m.ces.ΔT

Garis B – C menunjukan walaupun sejumlah kalor diberikan pada zat, suhunya tetap 0°C tetapi es mulai mengalami perubahan wujud dari padatan menjadi berbentuk cair. Adapun rumus yang berlaku pada garis B-C yakni:

Q = m.Lf

Garis C – D menunjukan air mengalami kenaikan suhu dari 0°C hingga mendidih pada suhu 100°C akibat diberikannya sejumlah kalor. Dalam hal ini zat dalam wujud cairan (air). Adapun rumus yang berlaku pada garis C-D yakni:

Q = m.cair.ΔT

Garis D – E menunjukan walaupun sejumlah kalor diberikan pada zat, suhunya tetap 100°C tetapi air mulai mengalami perubahan wujud dari cair menjadi gas (uap). Adapun rumus yang berlaku pada garis D-E yakni:

Q = m.Lu

Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang materi kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat, silahkan simak contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal 1

Pada tekanan 1 atm terdapat 500 gr es bersuhu –2°C. Es tersebut dipanaskan hingga dingin lalu diuapkan semua. Jika kalor jenis es = 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air = 1 kal/gr°C, kalor lebur es = 80 kal/gr dan kalor uap air 9000 kal/gr. Berapakah kalor yang dibutuhkan?

Penyelesaian:

Pada tekanan 1 atm air mencair pada suhu 0°C dan menguap pada suhu 100°C. Berarti untuk menghitung kalornya dapat dibuatkan grafik Q - T seperti pada gambar di bawah ini.

Grafik Q-T

Kalor yang dibutuhkan sebesar:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Q = m.ces ΔT + m.Les + m.cair. ΔT + m.Luap

Q = 500.0,5.2 + 500.80 + 500.1.100 + 500.9000

Q = 500 + 40000 + 50000 + 4500000

Q = 4590500 kal

Q = 4590,5 kkal

Jadi kalor yang diperlukan untuk menguapkan seluruh es yang suhunya –2 adalah 4590,5 kkal.

Contoh Soal 2

Es bermassa 100gr bersuhu -10°C. Kalor jenis es = 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air 1,0 kal/gr°C dan kalor lebur es 80 kal/gr. Berapakah suhu akhir es tersebut jika diberi kalor sebesar 10.000 kal.

Penyelesaian:

Kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu es dari -10°C menjadi 0°C yakni:

Q1 = m.ces ΔT

Q = 100.0,5.10

Q = 500 kal

Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud es pada suhu 0°C yakni:

Q2 = m.Les

Q = 100.80

Q = 8000 kal

Sisa kalor yang digunakan untuk menaikan suhu dari 0°C hingga bersuhu T°C yakni:

Q sisa = Q total – (Q1 + Q2)

Q sisa = 10000 – (500 + 8000)