MODUL FISIKA SMA Kelas 10

Transkripsi

1 A. Pengertian Suhu Suhu adalah derajat panas suatu benda atau kuantitas panas suatu benda. Alat untuk mengukur suhu disebut termometer. Termometer berupa pipa kapiler yang terbuat dan kaca dan berisi raksa atau alkohol. Satuan untuk menyatakan suhu adalah derajat. Satuan suhu yang umum digunakan adalah derajat celsius ( C) derajat reamur ( R) derajat fahrenheit ( F) Berikut ini hubungan antara skala celsius, reamur, dan fahrenheit. C : R : (F 32) = 100 : 80 : 180 atau C : R : (F 32) = 5 : 4 : 9 Suhu Mutlak = Suhu Kelvin Suhu kelvin disebut suhu mutlak karena mempunyai titik terendah -273 C dan ini disebut nol mutlak. Hubungan antara suhu skala kelvin dengan skala celsius. 0 0 C 273 K 0 T C ( T 273) K T K ( T 270) C 0 Perubahan suhu 1 C = perubahan 1 K 1

2 SMA KELAS 10 Hubungan antara suhu skala kelvin dengan skala reamur dan fahrenheit. 4 0 T K ( T 273) R T K ( T 273) 32 5 F 0 5 T R ( T 273) K T F ( T 32) 273 K 9 B. Pengertian Kalor Kalor merupakan suatu bentuk energi yang berpindah dan benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu yang lebih rendah. Apabila benda menerima kalor, ada dua kemungkinan, yaitu suhu benda naik atau wujud benda berubah. Sebaliknya, apabila benda melepas kalor, juga ada dua kemungkinan, yaitu suhu benda turun atau wujud benda berubah. Jadi, kalor dapat mengubah suhu benda atau mengubah wujud benda. Satuan untuk menyatakan kalor, yaitu kalori (kal), joule, dan kilokalori (kkal). Kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 C. Alat untuk mengukur kalor disebut kalorimeter. Besar kalor yang diterima atau dilepas oleh suatu benda sebesar: Q = m c t m = massa benda (kg, g) c = kalorjenis benda T = perubahan suhu = T2 T1 ( C) Q = kalor = joule, kal 1 kal = 4,2 joule 1 joule = 0,24 kal Berikut ini beberapa besaran lain dalam kalor. 1. Kapasitas Kalor (C) Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1 C. Q C T Q = kalor (joule, kal) Q = perubahan suhu ( C) C = kapasitas kalor (joule/ C, kal/ C) 2. Kalor Jenis (c) Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram suatu zat sebesar 1 C atau perbandingan antara kapasitas kalor dengan massa zat. c = C m = Q m T 2

3 c = kalor jenis zat (kal/g C, joule/kg C) Berikut ini kalor jenis beberapa zat. kalor jenis air = 1 kal/g C 4200 joule/kg C kalor jenis es = 0,5 kal/g C C. Pengaruh Kalor Terhadap Zat Kalor dapat menyebabkan wujud zat berubah dan memuai. 1. Perubahan Wujud Zat Wujud zat dibedakan menjadi 3 golongan, yaitu padat, cair, dan gas. Masing-masing zat dapat mengalami perubahan wujud, seperti ditunjukkan pada skema di bawah ini. Pada saat terjadi perubahan wujud zat, suhu zat dalam keadaan tetap (proses isotermis). Besar kalor yang diperlukan saat terjadi perubahan wujud zat: Q = m L Q = kalor untuk merubah wujud zat (kal, joule) m = massa zat (g, kg) L = kalor lebur/kalor uap (kal/g, joule/kg) Kalor lebur es: L es = 80 kal/g Kalor uap air: L u = 540 kal/g a. Proses perubahan es menjadi uap air Garis AB : Garis BC : Garis CD : Garis DE : Es menerima kalor untuk menaikkan suhu dari -5 C sampai 0 C. Q AB = m c es T = m c es (0 - (-5)) Es menerima kalor untuk melebur pada suhu 0 C. Q BC = m L es L es = kalor lebur es = 80 kal/g Es telah menjadi air dan menerima kalor untuk menaikkan suhu dan 0 C sampai 100 C. Q CD = m c air T= m c air (100-0 ) Air menerima kalor untuk menguap pada suhu 100 C. Q DE = m L uap 3

4 SMA KELAS 10 Garis EF : L uap = kalor uap = 540 kal/g Air telah menjadi uap air dan kalor yang diterima digunakan untuk menaikkan suhu uap air. Q EF = m C uap t Berdasarkan grafik perubahan wujud zat, dapat disimpulkan bahwa: Titik lebur = titik beku Kalor lebur = kalor beku Titik didih = titik embun Kalor didih (uap) = kalor embun Sifat suatu zat pada berbagai tekanan dan suhu dapat diketahui dengan menggunakan diagram P - T. (1) = garis sublimasi (2) = garis lebur (3) = garis uap T k = titik kritis (uap jenuh gas tidak dapat diuapkan lagi) T p = titik triple = kesetimbangan antara padat, cair dan gas. Grafik di atas berlaku untuk H 20 (air), Fe (besi), Ag (perak), dan Bi (bismut). b. Azas Black Kalor yang dilepas oleh benda bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah. Contoh: Sebatang besi panas bermassa m 1, dengan suhu T 1 dan kalorjenis c 1 dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air dingin (suhu lebih rendah dan besi) dengan suhu T 2, massa m 2, dan kalor jenis c 2. Berdasarkan asas Black berlaku: Kalor yang dilepas besi = kalor yang diterima air Q lepas oleh besi = Q terima oleh air m1c 1 T1 m2c2 T2 m1c 1( T1 Ta) m2c2 ( Ta T2 ) m = massa besi (kg, g) 1 c 1 = kalor jenis besi (joule/kg C, kal/g C) T 1 = suhu besi ( C) m 2 = massa air (kg, g) c 2 = kalor jenis air (joule/kg C, kal/g C) T = suhu air ( C) 2 T a = suhu campuran setelah tercapai kesetimbangan ( C) 4

5 2. Pemuaian Zat Pada umumnya jika suatu zat baik padat, cair maupun gas menerima kalor, zat tersebut akan memuai sehingga ukurannya berubah. Pemuaian zat dibedakan menjadi tiga, yaitu: 1. pemuaian zat padat, 2. pemuaian zat cair, dan 3. pemuaian gas. a. Pemuaian Zat Padat Jika zat padat dipanaskan maka panjang, luas, dan volumenya akan memuai. Gejala pemuaian zat padat ditunjukkan dengan alat Musschenbroek. 1. Muai Panjang Jika sebatang besi pada suhu T 1 panjangnya l 0 dipanaskan sampal T 2 maka panjang besi itu menjadi l. Pertambahan panjang besi ( l) bergantung pada: a. panjang besi mula-mula (l 0), b. koefisien muai panjang ( ), c. kenaikan suhu ( T). l = l 0 T atau atau l = l 0 (1 + T) l = panjang besi pada suhu T 2 (m, cm) l = l l 0 = pertambahan panjang besi(m, cm) L 0 = panjang besi mula-mula (m, cm) T = T2 T1= kenaikan suhu ( C) = koefisien muai panjang Satuan adalah: l meter 1 l T 0 0 meter C C Tabel koefisien muai panjang beberapa zat padat. 0 Nama Zat Padat Alumunium Tembaga Besi Baja Platina Kaca Koefisien Muai Panjang 0, / C 0, / C 0, / C 0, / C 0, / C 0, / C 2. Muai Luas Jika suatu benda berbentuk bidang dipanaskan maka panjang dan lebarnya akan memuai, sehinggaperubahan luas bidang dinyatakan dengan pernyataan sebagai berikut. A = A 0 2α T atau A = A 0 β T V V 0 (1 T ) 5

6 SMA KELAS 10 A 0 = Luas benda pada suhu T 1 (m 2, Cm 2 ) A = Luas Benda pada suhu T 2 (m, Cm 2 ) A = A A 0 = perubahan luas (m 2, Cm 2 ) T = T 2 T 1 = perubahan suhu ( o C) β = 2α = koefisien muai luas (/ o C) 3. Muai Ruang Volume Jika sebuah Benda Berbentuk Balok pada suhu T 1 mempunyai volume V 0 = P 0 l 0 h 0 dipanaskan hingga suhunyanaik menjadi T 2 dan volumeya bertambah menjadi V = P l h, perubhana volume balok sebesar: V = V 0 3α T atau V = V 0 γ T V = V 0 (1 + γ T) V 0 = Volume balok pada suhu T 1 (m 3, Cm 3 ) V = Volume balok pada suhu T 2 (m 3, Cm 3 ) V = V V 0 = perubahan volume (m 3, Cm 3 ) T = T 2 T 1 = perubahan suhu ( ) γ = 3α = koefisien muai ruang (/ ) Penerapan pemuaian zat padat antara lain pada termmeter,saklar otomatis, alarm kebakaran, pemasangan rel, dan kaca jendela b. Pemuaian Zat Cair Pada umumnyazat cair akan memuai jika dipanaskan. Zat cair hanya mempunyai muai ruang, sehingga volume zatcair akan bertambah jika dipanaskan.besar volumezat cair dinyatakan dengan persamaan V = V 0 (1 + γ T) V 0 = volume zat cair pada suhu T 1 (m 3,cm 3 ) V = volume balok pada suhu T 2 (m 3,cm 3 ) (/ ) T = T 2 T 1 = perubahan suhu ( ) Khusus air, jika dipanaskan dari 0 sampai 4, volumenya akan berkurang. volume air akan bertambahmulai dari 4 ke atas. Penyimpangan pemuaian air dari sifat umum pada 0 sampai 4 disebut anomali air. Grafik Pemuaian Air 6

7 c. Pemuaian Gas dan beberapa hukum tentang gas Apabila gas dipanaskan, gas hanya mempunyai koefisien muai ruang saja.besar koefisien itu sama untuk semua jenis gas, yaitu: gas= Ada tiga besaran yang harusdiperhatikan pada pemuaian gas, yaitu tekanan (p), volume(v), dan suhu gas (T). untuk mencari hubungan antara besaran yang satu dengan yang lain, hanya dua besaran yang bisa diubah, sedangkan besaran yang satu lagi dibuat tetap 1. Pemuaian gaspada tekanan tetap (hukum Charles- gay lussac) Hasil bagi volume dengan suhu mutlak pada tekanan tetap selalu konstan V 1 T 1 = V 2 T 2 atau V T = konstan V 1 = volume gas mula-mula pada suhu T 1 V 2 = volume gas pada suhu T 2 T 1 dan T 2 = suhu gas (K) Peristiwa pemuaian gas pada tekanan tetap disebut proses isobaric berikut ini grafik volume terhadap suhu pada proses isobarik. 2. Pemuaian gas pada volume tetap (Hukum gay Lussac) Apabila gasdipanaskan pada volume tetap maka tekanandan suhu mutlaknya berubah, yang dinyatakan dengan persamaan: P P T T atau P kons tan T P 1 = tekanan gas pada suhu T 1 P 2 = tekanan gas pada suhu T 2 Berikut ini grafik tekanan gas dengan suhu pada volume tetap. Proses Pemuaian gas pada volume tetap disebut proses isokhorik (isovolum). 7

8 SMA KELAS Pemuaian gas pada suhu tetap (Hukum boyle) Hasil kali tekanan dengan volume pada suhu tetap adalah konstan. Jika gasdipanaskan pada suhu tetap, maka tekanan dan volume gas berubah, yang dinyatakan dengan persamaan: P 1 V 1 = P 2 V 2 atau P V = konstan P 1 dan P 2 = tekanan gas V 1 dan V 2 = volume gas Grafik P-V pada suhu tetap. Proses pemuaian gas dengan suhu tetap disebut Proses Isothermal d. Hukum Boyle-Gay Lussac Hasil kali antara tekanan dengan volume dibagi suhu mutlak adalah konstan. Isobarik P 1 P 2 P 2 V 1 Isotermis V V 1 T 1 T 2 T 1 P 1 V 1 = P 2V V T 1 = V 2 T 2 V = P 1V 1 P 2 P 1 V 1 P 2 T 1 = V 2 T 2 P 1 V 1 T 1 = P 2V 2 T 2 atau PV T = k Pengaruh tekanan terhadap perubahan wujud zat Tekanan dapat mempengaruhi wujud zat antara lain: Menurunkan titik lebur suatu benda Dapat menaikan titik didih atau menurunkan titik didih. Prinsip diatas digunakan pada ketel uap untuk menggerakan mesin turbin uap pada pembangkit tenaga listrik. D. Perpindahan Kalor Apabila dua buah benda yang suhunya berbeda saling bersinggungan, akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Cara perpindahan kalor digolongkan menjadi tiga, yatu: 1. Konduksi (hantaran) 2. Konveksi (aliran) 3. Radiasi (pancaran) 8

9 1. Perpindahan kalor secara konduksi Konduksi adalah perpindahankalor tanpa adanya perpindahan zat perantara. Misalkan, sebatang logam ujung kirinya dipanaskan maka ujung yang kanan akan menjadi panas. Besar kalor yang mengalir tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan rumus: Q T = K A T l atau H = k A T l A = πr 2 = 1 4 πd2 = luas permukaan penghantar (m 2, cm 2 ) l = panjang penghantar (m, cm) T = T 2 T 1 = perbedaan suhu ( ) H = Q = hantaran kalor = jumlah kalor yang mengalir tiap satuan waktu (joule/s m, kal/s cm ) t Koefisien konduksi termal suatu benda juga disebut konduktivitas termal.benda yang mempunyai koefisien termal besar disebut konduktor. Sebaliknya, benda yang mempunyai koefisien koknduksi termal kecil disebut isolator. Dalam kehidupan sehari-hari, perpindahan kalor scara konduksiterjadi katika memasak air, dengan panci alumunium sebagai perantara logam (zat padat). 2. Perpindahan kalor secara konveksi Konveksi adalah perpindahan kalor disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat perantara Karena adanya perbedaan rapat massa. Sebagai zat perantaranya adalah zat cair atau gas. Besar kalor yang mengalir tiap satuan waktu. H h A T dengan A = luas permukaan fluida (m 2,cm 2 ) T = perubahan suhu ( ) H = Q t kalor yang mengalir tiap satuan waktu (Joule/s, Kal/s) h = koefisien knveksi (joule/s m 2, Kal/s cm 2 ) Penerapan perpindahan kalor secara konveksi pada tungku-tungku pabrik yang menggunakan cerobong asap dan pendingin kendaraan bermotor yang menggunakan kompresor. 3. Perpindahan kalor secara radiasi Radiasi adalah perpindahan kalor secara pancaran tanpa melalui zat perantara (tanpa melalui bahan), yaitu berupa gelombang elektormagnet. 9

10 SMA KELAS 10 Berdasarkan hokum stefan-boltzman dinyatakn bahwa jumlah energiyang dipancarkan tiap satuan luas dan tiap satuan waktu berbanding lurus dengan pangkat empat suhu mutlaknya. W = eσt 4 W = Q At = energi yang dipancarkan tiap satuan luas tiap satuan waktu (joule/m2 s = watt/m 2 k 4 ) T = suhu mutlak (K) σ = tetapan Stefan-boltzman (5, watt/m 2 k 4 ) E = emisivitas (tanpa satuan) 0< e 1. Apabila e = 1, maka benda hitam sempurna sebagaipenyerap dan pemancar energy terbaik; sedangkan jikae = 0, maka benda merupakan penyerap terburuk, tetapi pemantul sempurna. Apabila suhu disekeliling benda yang berpijar T 2 maka besar energi yang dipancarkan: W = eσ(t 1 4 T 2 4 ) 10

11 1. Tujuh puluh derajat farenheit sama dengan a. 25 o R b. 20 o R c. 298 K d. 45 o C e. 5 o C 2. Suhu pada termometer skala celcius (C) menunjukan P kalisuhu farenheit (F). besar suhu masing-masing thermometer itu adalah.. a. C = P dan F = P b. C = 9 dan F = 9P 32 p 32 5P c. C = P ( 1 5 ) dan F = (1 5 9P d. C = e. C = 160P 5 9P 9P ) p dan F = P dan F = P 3. Suhu pada sakla farenheit terbaca sama dengan skala celcius pada suhu.. a. -72 o C b. -40 o C c. -32 o C d. -49 o C e. 0 K 4. Sebuah benda bersuhu 27 o C dinaikan sebesar 27 o C. Jika keadaan tersebut dinyatakan dalam skala Kelvin, maka a. suhu mula-mula 300 K, naik 27 K b. suhu mula-mula 300 K, naik 300 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 5. Suhu suatu ruangan untuk menyimpan alat ukur adalah 20 o C. besaran ini ekuivalen dengan. a. 36 o F b. 18 o R c. 4 o F d. 293 K e. 293 o R 6. Suhu tiga macam cairan bermassa sama A,B, dan C masing-masing adalah 10 o C, 20 o C, dan 30 o C. A dan B dicampur suhunya menjadi 16 o C, sedangkan B dan C dicampur suhunya menjadi 24 o C. Jika A dan C dicampur maka suhunya menjadi a. 10 o C b. 16 o C c. 20 o C d. 25 o C e. 30 o C 7. Sebuah termometer X menunjukan bahwa air membeku pada suhu 20 o X dan mendidih pada suhu 100 o X. Suhu 30 o C pada termometer celcius akan bernilai. Pada termometer X. a. 22 o X b. 25 o X c. 26 o X d. 44 o X e. 48 o X 8. Termometer A telah ditera dan menunjukan angka -30 o pada titik beku air dan 90 o pada titik didih Air. Suhu 60 o A sama dengan. a. 20 o C b. 45 o C c. 50 o C d. 75 o C e. 80 o C 9. Dalam system SI, satuan kalor jenis suatu benda adalah. a. joule/kg o C b. joule/kg K c. kal/g o C d. erg/g o C e. erg/gk 10. Satu gram air pada suhu 40 o C dicampur dengan 1 gram air yang bersuhu 80 o C. Suhu akhir campuran nya adalah. a. 30 o C b. 40 o C c. 50 o C d. 60 o C e. 70 o C 11. Jumlah kalor yang dibutuuhkna suatu benda untuk menaikan suhu sebesar 1 o C disebut.. a. kalor uap b. kalor lebur c. kalor jenis d. kapasitas kalor e. kalor 12. Benda yang melepas kalor suhunya.. a. naik b. mula-mula turun lalu naik c. tetap d. turun e. mula-mula naik lalu turun 13. Banyaknya air bersuhu 25 o C yang harus dicampurkan dengan 2L air bersuhu 100 o C agar suhu akhir air 40 o C (ρ air = 1g/Cm 3 dan C air = 1 kal/g ) adalah.. a. 6L b. 8L c. 10L d. 12L e. 16L 14. Kalor jenis suatu benda tergantung dari a. banyaknya kalor yang diserap benda b. massa benda c. kenaikan suhu benda d. jenis benda e. suhu benda mula-mula 15. Dalam sistem SI, satuan kalor adalah. a. kalori b. joule c. kilokalori d. watt 11

12 SMA KELAS 10 e. joule Kelvin 16. Es mempunyai kalor jenis 0,5 kal/g o C. Sebanyak 10g Es pada suhu 0 o Cdiberi kalor sebanyak 1000 kalori. Apabila kalor lebur es 80 kal/g, air yang dihasilkan mempunyai suhu. a. 0 o C b. 10 o C c. 20 o C d. 40 o C e. 100 o C 17. Apabila suatu zat mempunyai kalor jenis besar, maka benda itu. a. lambat mendidih b. cepat mendidih c. lambat melebur d. cepat naik suhunya jika dipanaskan e. lambat naik suhunya jika dipanaskan 18. Sebanyak a gram es -15 o C dicamour dengan b gram air bersuhu 20 o C sehingga menghasilkan Suhu campuran 5 o C. Jika kalor lebur es 80 kal/g dan kalor jenis es 0.5 kal/g o C. Perbanfingan a/b adalah a. 3/17 b. 1/6 c. 3/18 d. 1/2 e. 3/ Sepotong alumunium yang massanya 0,2 kg dan suhunya 25 o C dipanaskan hingga 75 o C. Jika kalor jenis alumunium 840 joule/kg o C, kalor yang diserapnya adalah. a joule b joule c joule d joule e joule 20. Grafik berikut menunjukan hubungan antara kenaikan suhu (T) dengan kalor (O) yang diserap oleh suatu zat padat yang mempumyai kalor Iebur 80 kal/q. Massa zat padat tersebut adalah. a. 45 g b. 58 g c. 60 g d. 75 g e. 80 g 21. Titik didih suatu gas cair selalu sama dengan.. a. titik lebur 12 b. titik beku c. titik kritis d. titik embun e. titik jenuh 22. Jika 75 gram air yang suhunya 0 o C dicampur dengan 50 gram air yang suhunya 100 o C, suhu akhir Campuran nya adalah. a. 25 o C b. 40 o C c. 60 o C d. 65 o C e. 75 o C 23. Sepotong es bersuhu 0 C dirnasukkan ke dalam 600 g air yang bersuhu 40 C Setelan terjadi keseirnbangan, dihasilkan suhu akhir 0 C.Jika kalor jenis air 1 kal/g C dan kalor lebur es 80 kal/g, maka rnassa es yang melebur seiuruhnya adalah a. 0,30 kg b. 0,25 kg c. 0,20 kg d. 0,15 kg e. 0,10 kg 24. Satu kalori adalah kalor yang diperlukan oleh a. 1 g air agar suhunya naik 1 F b. 1 kg air agar suhunya naik 1 C c. 1 g zat agar suhunya naik 1 C d. 1 kg zat agar suhunya naik 1 C e. 1 g air agar suhunya naik 1 C 25. Pada termorneter X titik beku air 60 X dan titik didih air 260 X. Jika suatu benda diukur dengan termorneter reamur suhunya rnenunjukkan 40 R, suhu air yang diukur dengan termorneter X akan rnenunjukkan angka... a. 120 b. 140 c. 160 d. 180 e Air akan rnernbeku di bawah suhu 0 C jika... a. ditambah gararn b. didinginkan secara perlahan-lahan c. tekanan dinaikkan d. tekanan diturunkan e. permukaan air diperluas 27. Es sebanyak m gram bersuhu 0 C dimasukkan ke dalarn air bermassa 330 g dan bersuhu 20 C yang dlietakkan pada sebuah bejana. Bejana dianggap tidak rnenyerap/rnelepas kalor dan semua es rnencair serta suhu kesetimbangan termal dicapai pada suhu 5 C. Massa seluruh es adalah... (L es = 80 kal/g dan C air = 1kal/g C) a. 60 g b. 68 g c. 75 g d. 80 g e. 170 g

13 28. Teh panas yang rnassanya 20 g pada suhu T dituangkan ke dalam Cankir bermassa 290 g dan bersuhu 20 C. Jika suhu kesetirnbangan termal 36 C dan panas jenis air teh 8 klai panas jenis Cangkir, suhu air teh mula-mula adalah.. a. 50 C b. 55 C c. 65 C d. 75 C e. 80 C 29. Air sebanyak 60 g bersuhu 90 C dicampurkan dengan 40 g air bersuhu 25 C Jika tidak ada faktor lain yang mempengaruhi proses ini, suhu akhir campurannya adalah a. 15,4 C b. 23,0 C c. 46,0 C d. 64,0 C e. 77,0 C 30. Ke dalarn kalorimeter yang berisi es sebanyak 36 g pada suhu -6 C, dituangkan alkohol bersuhu 50 C seningga rnenyebabkan suhu akhir menjadi 8 C. Jika kapasitas kalor kalorimeter 27 kal/k kalor jenis es 0,5 kal/g C, kalor lebur es 80 kal/g, dan kaior jenis alkohol, 58 kal/g C maka massa alkohol yang dituangkan adalah.. a. 108 g b. 150 g c. 200 g d. 288 g e. 300 g 31. Batang kuningan mernpunyai panjang 100 Cm pada suhu 25 C. Pertambanan panjang batang kuningan itu jika suhunya dinaikkan menjadi 50 C dengan koefisien muai panjang kuningan / C adalah a. 0,00475 cm b. 0,0475 cm c. 0,475 crn d. 0,0475 rnm e. 0,00475 mm 32. Oleh karena suhunya ditingkatkan dari 0 C menjadi 100 C, sebatang baja yang panjangnya 1 m bertambah panjang 1 mm. Pertarnbahan panjang batang baja lain yang panjangnya 6 m apabila dipanaskan dan 0 C sampai 12 C adalah a. 0,24 mm b. 0,5 mm c. 0,6 mm d. 0,72 mm e. 1,2 mm 33. Pelat besi pada suhu 20 o C memiliki ukuran seperti gambar berikut Apabila suhunya dinaikan menjadi 100 o C dan koefisien muai panjang besi 1, / o C, luasnya sekarang menjadi. a. 4, m 2 b. 4, m 2 c. 4, m 2 d. 4, m 2 e. 4, m Selembar pelat terbuat dari perunggu seperti gambar dibawah ini. Diketahui α = 1, C 1 pada suhu 0oC. jika pelat tersebut dipanaskan sampai 80oC, pertambahan luas permukaan pelat tersebut adalah.. a. 1, m 2 b. 3, m 2 c. 14, m 2 d. 27, m 2 e. 57, m Tabel berikut ini menunjukan pemuaian dari 5 macam zat. Jika x = koefisien muai panjang, l 0 = panjang mula-mula, dan T = kenaikan suhu maka zat yang pemuaianya terbesar adalah Jenis (- o C) l0 (m) T ( o C) Zat a. 1 x y z b. 2 2x 2y z c. 3 ½ x y 2z d. 4 3x 2y ½ z e. 5 2x ½ y 3z 36. Jika koefisien muai panjang = p dan koefisien muai ruang = q, diperoleh hubungan untuk satu jenis logam adalah.. a. p = 3 q b. q = 1 3 p c. q = 3 p d. q = 1 2 p e. p = 2 q 37. Suatu ruangan tertutup berisi gas. Jika gas dipanaskan pada proses isotermal ternyata volumenya diperkecil menjadi 1/4 kali, tekanan gas menjadi a. 1 4 kali b. tetap c. 4 kali d. 8 kali e. 1 8 kali 38. Hukum boyle dinyatakan dalam bentuk grafik dibawah ini. Bagan yang benar adalah.. a. 13

14 SMA KELAS 10 b. c. mengalami perubahan menjadi 5 kali semula dan suhunya dinaikan menjadi 4 kali semula, tekanan gas menjadi... a. 8 P b. 2 P c. 1 2 P d. 1 4 P e. 1 8 P 43. Dua batang Iogam yang sama ukurarnya, tetapi terbuat dari bahan yang berbeda disambungkan seperti gambar berikut. d. 14 e. 39. Sejumlah gas dalam tabung berpenghisap dipanaskan dari 27oC hingga 87oC. tambahan volume gas Pada tekanan tetap adalah..kali volume semula a. 1 5 b. 1 6 c. 1 7 d e Suatu gas menmpati volume 100cm3 pada suhu 0 o C dan tekanan 1 atm. Apabila suhunya menjadi 50 o C sedangkan tekanan menjadi 2 atm, volume gas menjadi. a. 118,3 cm 3 b. 84,5 cm 3 c. 59,2 cm 3 d. 45,5 cm 3 e. 38,4 cm Suatu gas bervolume 5 liter, tekanan 1 atm, dan suhu 87 C ada dalam ruang tertutup. Apabila volumenya dijadikan setengah semula dan suhu diturunkan menjadi 27 C tekanan berubah menjadi semula. a. 5 3 b. 3 2 c. 3 4 d. 2 3 e Gas berada dalam ruang tertutup dengan volume M tekanan P, dan suhu T Apabila volumemya Jika konduktivitas termal Iogam A = 4 kali konduktivitas Iogam B, Suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah.. a. 45 o C b. 30 o C c. 35 o C d. 30 o C e. 25 o C 44. Faktor-faktor berikut ini yang tidak mempengaruhi laju perpindahan kalor secara konduksi pada sebuah logam adalah... a. panjang penghantar b. luas penampang c. emisivitas d. perbedaan suhu e. konduktivitas termal 45. Sejumlah gas mengalami proses isotermal, sehingga tekanannya menjadi 2 kali tekanan semula maka volumenya menjadi a. 4 kali semula b. 2 kali semula c. tetap d. 1/2 kali semula e. 1/4 kali semula 46. Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas yang sama disambung menjadi satu seperti gambar berikut ini. Koefisien konduksi termal B = 2 kali koefisien konduksi termal A. suhu pada sambunganya (T a) adalah. a. 30 o C b. 35 o C c. 40 o C d. 45 o C e. 50 o C 47. Dua batang logam P dan Q sejenis, mempunyai perbandingan luas 2 : 1 dan panjang berbanding 4: 3. Apabila beda suhu ujung-ujung kedua batang sama, jumlah rambatan kalor tiap satuan waktu pada P dan Q adalah a. 2 : 3

15 b. 3 : 2 c. 8 : 3 d. 3 : 8 e. 6 : Jumlah kalor yang dipancarkan oleh benda yang berpijar dengan suhu lebih besar dari 0 K berbanding lurus dengan. a. suhunya b. suhu seklilingnya c. mass benda d. luas permukaan benda e. pangkat dua suhu mutlak 49. Dua batang logam P dan Q dengan Iuas permukaan sama dihubungkan seperti gambar berikut ini. a. 38 o C b. 40 o C c. 54 o C d. 70 o C e. 80 o C 50. Sebuah jendela kaca yang mempunyai ukuran 200 cm 150 cm dan tebal 6 mm bersuhu 30 K pada permukaan luarnya. Jika suhu permukaan dalam 20 K dan koefisien konduksi kaca p kal/m s K maka jumlah kalor yang masuk tiap menit adalah... a. 5p kkal b. 50p kkal c. 100p kkal d. 200p kkal e. 300p kkal Apabila koefisien konduktivitas logam p = 1/2 kali koefisien konduktivitas logam Q dan AC = 2 CB maka sambungan di C(T a ) adalah 15