Soal – Soal Dan Pembahasan Fisika Tentang Asas Black

Soal – Soal Dan Pembahasan

 Fisika Tentang Asas Black

Rahmat Sahrudin

SMK WIKRAMA KOTA BOGOR

TP. 2013-2014

Jl. Raya Wangun, Kel. Sindangsari Bogor Timur

__________________________________________________________

__________________________________________________________

Soal – Soal Dan Pembahasan

 Fisika Tentang Asas Black

1.     Dalam botol termor terdapat 230 gram kopi pada suhu 90^oC ditambahkan susu sebanyak 20 gram bersuhu 5^oC. Berapakah suhu campuran? (misalnya tidak ada kalor pencampuran maupun kalor yang terserap botol termos: C = C_kopi=C _susu = 1,00kal/g^oC)

a. 50,2^oC

b. 20,3^oC

c. 47,3^oC

d. 83,2^oC

Pembahasan :

Menurut Azas Black : " Banyaknya kalor yang dilepas = banyaknya kalor yang dilepas"

Q lepas (kopi) = Q serap (susu)

    m k. Ck. ΔT = ms.Cs.ΔT

    (230)(1)(90- Tc) = (20)(1) (Tc-5)

       20700-230Tc    = 20Tc - 100

                    250Tc = 20800

                          Tc = 20800/250 = 83,2^oC

             Jadi, suhu campurannya adalah 83,2^oC

2.     Diketahui T₂ = 20⁰C, M₂ = 2000 g = 2 kg, T₁ = 90⁰C, T_c = 62⁰C, C_1,2 = 4200 J/Kg⁰C, Berapa M₁ ?

a.     5 Kg

b.     4 Kg

c.     3 Kg

d.     2 Kg

Pembahasan :

Q1 = Q2

m1 .  c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

m1 .  4200 J/Kg⁰C . (90⁰C-62⁰C)= 2kg .  4200 J/Kg⁰C . (62⁰C-20⁰C)

m1 . 4200 J/Kg⁰C . (28⁰C)= 2kg . 4200 J/Kg⁰C . (42⁰C)

m1  . (28⁰C)= 2kg .  (42⁰C)

m1 . (28⁰C)= 84kg0C

m1  = 84kg⁰C /  28⁰C

m1 = 3kg

3.     Diketahui :  T2=20⁰C, m1 = 4kg, T1=100⁰C, Tc=52⁰C, c1,2 = 4200 J/Kg⁰C Ditanya m2 = ?

a.     5 Kg

b.     6 Kg

c.     7 Kg

d.     10 Kg

Pembahasan

Jawab :

Q1 = Q2

m1 . c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

4kg . 4200 J/Kg⁰C . (100⁰C-52⁰C)= m2 . 4200 J/Kg⁰C . (52⁰C-20⁰C)

4kg . 4200 J/Kg⁰C . (48⁰C)= m2 . 4200 J/Kg⁰C . (32⁰C)

4kg  . (48⁰C)= m2 . (32⁰C)

4kg  . (48⁰C)= 32⁰C . m2

m2  = 4kg . (48⁰C) /  32⁰C

m2  = 6kg

4.     Diketahui : , T2=30⁰C, m2 = 2kg, T1=60⁰C, m1 = 2Kg, c1,2 = 4200 J/Kg⁰C Ditanya : Tc=.....C ?

a.     30^o­­C

b.     35 ^o­­C

c.     40 ^o­­C

d.     45 ^o­­C

Pembahasan :

Jawab :

Q1 = Q2

m1 . c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

2Kg . 4200 J/Kg⁰C . (600C-Tc⁰C)= 2kg . 4200 J/Kg⁰C . (Tc⁰C-30⁰C)

2Kg .  (60⁰C-Tc⁰C)= 2kg .(Tc⁰C-30⁰C)

120Kg⁰C-2kgTc⁰C= 2kg Tc⁰C-60kg⁰C

120Kg⁰C + 600kgC = 2kg Tc⁰C + 2kgTc⁰C

180Kg⁰C = 4Tc⁰kg

Tc = 180Kg⁰C / 4kg

Tc = 45⁰C

5.     Diketahui, T₂=100C, m₂ = 30kg, T₁=900C, m₁ = 10Kg, C₁,₂ = 4200 J/Kg⁰C, Ditanya Tc=.....⁰C

a.     30⁰C

b.     40⁰C

c.     50⁰C

d.     60⁰C

Jawab :

Q1 = Q2

m₁ . c₁ . (T₁-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T₂)

10Kg . 4200 J/Kg0C . (90⁰C-Tc⁰C)= 30kg . 4200 J/Kg⁰C . (Tc⁰C-100C)

10Kg . (90⁰C-Tc0C)= 30kg .(Tc0C-100C)

900Kg⁰C-10kgTc0C= 30kg Tc0C-300kg⁰C

900Kg⁰C + 3000kgC = 30kg Tc⁰C + 10kgTc⁰C

1200Kg⁰C = 40Tc⁰kg

Tc = 1200Kg⁰C / 4kg

Tc = 30⁰C

6.     Diketahui, T2=10⁰C, m1 = 150kg, T1=90⁰C, Tc=40⁰C, c1,2 = 4200 J/Kg⁰C, Ditanya m2 = ?

a.     100kg

b.     200kg

c.     250kg

d.     300kg

jawab :

Q1= Q2

m1 . c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

150kg . 4200 J/Kg⁰C . (900C-40⁰C)= m2 . 4200 J/Kg⁰C . (40⁰C-10⁰C)

150kg . 4200 J/Kg⁰C . (50⁰C)= m2 . 4200 J/Kg⁰C . (30⁰C)

150kg . (50⁰C)= m2 . (30⁰C)

150kg . (50⁰C)= 30⁰C . m2

m2 = 150kg . (50⁰C) / 30⁰C

m2 = 250kg

7.     Diketahui, T₂=10⁰C, m₂ = 0,52kg, T1=90⁰C, m₁ = 0,1Kg, c1 = 380 J/Kg⁰C, c2 = 4200 J/Kg⁰C, Ditanya Tc=.....⁰C

a.     11,4⁰C

b.     12,5⁰C

c.     13,6⁰C

d.     14,7⁰C

Jawab :

Q1 = Q2

m1 . c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

0,1Kg .  380 J/Kg⁰C . (900C-Tc⁰C)= 0,5kg . 4200 J/Kg⁰C . (Tc⁰C-10⁰C)

38 J/Kg⁰C . (90⁰C-Tc⁰C)= 2100J/⁰C  .(Tc⁰C-10⁰C)

3420Kg⁰C-38kgTc⁰C= 2100kg Tc0C- 21000kg⁰C

3420Kg⁰C + 210000kgC = 2100kg Tc⁰C + 38kgTc⁰C

24420Kg⁰C = 2138Tc0kg

Tc = 24420Kg0C / 2138kg

Tc = 11,4⁰C

8.     Diketahui : T2=10⁰C, m2 = 250g = 0,25 Kg, T1=100⁰C, m1 = 200Kg = 0,2 Kg, c1,2 = 4200 J/Kg⁰C, Ditanya : Tc=.....⁰C

a.     30⁰C

b.     45⁰C

c.     50⁰C

d.     60⁰C

Jawab :

Q1 = Q2

m1 . c1 . (T1-Tc)= m2 . c2 . (Tc-T2)

0,2Kg . 4200 J/Kg⁰C . (100⁰C-Tc⁰C)= 0,25kg . 4200 J/Kg⁰C . (Tc⁰C-10⁰C)

0.2Kg . (100⁰C-Tc⁰C)= 0,25kg .(Tc⁰C-10⁰C)

20Kg⁰C-0,2kgTc⁰C= 0,25kg Tc⁰C - 2,5kg⁰C

20Kg⁰C + 2,50kgC = 0,25kg Tc⁰C + 0,2kgTc⁰C

22,5Kg⁰C = 0,45Tc⁰kg

Tc = 22,5Kg⁰C / 0,45kg

Tc = 50⁰C

9.     50 gram air pada suhu 30⁰C dicampur dengan 100 gram suhu 90^oC, berapa suhu campurannya....

a.     60⁰C

b.     70⁰C

c.     25⁰C

d.     130⁰C

Jawab

Q­_lepas = Q_terima
M1 x c x ΔT = m2 x c x ΔT₂
50 x (Tk – 30) = 100 x (90 – Tk)
50Tk -1500 = 9000 – 100Tk
150Tk = 10500
Tk = 70⁰C

10.   40 gram air pada suhu 10⁰C dicampur dengan 80 gr air dengan suhu 70⁰C, berapa suhu campurannya....

a.     86⁰C

b.     75⁰C

c.     50⁰C

d.     43⁰C

Jawab
Q­_lepas = Q_terima
M1 x c x ΔT = m2 x c x ΔT₂
40 x (Tk – 10) = 80 x (70 – Tk)
40Tk -400 = 5600– 80Tk
120Tk = 6000
Tk = 50⁰C