Contoh Soal dan Pembahasan Suhu dan Kalor

1. Banyaknya kalor untuk menurunkan suhu 4 kg zat cair yang mempunyai kalor jenis 500 J/kg ^oK dari 40 ^oC menjadi 20 ^oC adalah…
A. 20 kJ
B. 30 kJ
C. 40 kJ
D. 50 kJ
E. 60 kJ



Pembahasan :
m = 4 kg
c = 500 J/kg ^oK

∆T = (273 + 40) ^oK – (273 + 20) ^oK = 20 ^oK
Q = ...???

Q = m.c.∆T
Q = (4)(500)(20) = 40.000 Joule = 40 kJ

2. Sebuah bejana dengan kapasitas kalornya 40^oC^-1 berisi 200 gram air suhunya 20^oC. Kemudian ke dalam bejana dimasukkan 100 gram kuningan yang suhunya 80^oC. Jika suhu akhir air 22^oC dan kalor jenis air 1 kal.^oC^-1, maka kalor jenis kuningan adalah ….
A. 0,0083 kal.g^{-1 o}C^-1
B. 0,0415 kal.g^{-1 o}C^-1
C. 0,0828 kal.g^{-1 o}C^-1
D. 0,4150 kal.g^{-1 o}C^-1
E. 0,8300 kal.g^{-1 o}C^-1

Pembahasan :
C_bejana = 40^oC^-1
T₁ = 20^oC
T = 22^oC
T₂ = 80^oC
m_kuningan = 100 gram
m_air = 200 gram
c_air = 1 kal.^oC^-1
c_kuningan =...???

QserapCbejana⋅ΔT+mair⋅cair⋅ΔT40⋅(T–T1)+200⋅1⋅(T–T1)40⋅(22–20)+200⋅1⋅(22–20)40⋅2+200⋅1⋅280+400480ckuningan=Qlepas=mkuningan⋅ckuningan⋅ΔT=100⋅ckuningan⋅(T2–T)=100⋅ckuningan⋅(80–22)=100⋅ckuningan⋅58=5800⋅ckuningan=5800⋅ckuningan=0,0828kal.g−1.oC−1

3. Suatu benda padat yang massanya 2 kg dipanaskan dari suhu 30^oC menjadi 100^oC, memerlukan kalor sebanyak 7 × 10⁵ Joule. Kalor jenis benda tersebut adalah …
A. 400 J/kg K
B. 500 J/kg K
C. 700 J/kg K
D. 1000 J/kg K
E. 5000 J/kg K

Pembahasan:

m = 2 kg
Q = 7 × 10⁵ J = 700.000 J
∆T = (273 + 100) ^oK – (273 + 30) ^oK = 70 ^oK
c =...???

4. 200 gram air bersuhu 80^oC dicampurkan dengan 300 gram air bersuhu 20^oC. Tentukan suhu campurannya!

Pembahasan:

ΔT₁ = 80 − Tc
ΔT₂ = Tc − 20
Tc = ......?
c₁ = c₂ 

5. Logam P yang ujungnya bersuhu 10°C disambung dengan logam Q yang suhu ujungnya 115°C seperti gambar berikut!

Konduktivitas thermal logam P adalah 2,5 kali dari konduktivitas thermal logam Q. Jika luas penampang kedua batang sama, maka suhu sambungan antara logam P dan Q adalah.....
A. 20°C
B. 30°C
C. 40°C
D. 50°C
E. 60°C

Pembahasan:

Kp = 2,5KQ

Ap = AQ

Lp = LQ

Suhu sambungan (Tc)= ...???