Latihan soal dan pembahasan | Kalor (Fisika kelas 7)

kalor merupakan salah satu materi fisika yang dipelajari di kelas 7 semester 1, agar para pembaca lebih memahami materi tentang kalor, maka disini saya akan membahas beberapa latihan soal yang disertai dengan pembahasannya tentang materi kalor, selamat menikmati

Soal nomor 1

Sebongkah es akan dipanaskan sampai berubah menjadi air yang berwujud cair, selanjutnya air akan berubah menjadi uap yang berwujud gas, jika kalor terus diberikan. Hal tersebut membuktikan bahwa ....
A. Adanya kalor pada benda
B. Kalor dapat mengubah wujud zat
C. Kalor dapat pindah ke benda
D. Adanya perpindahan kalor pada setiap zat
Kunci jawaban:"B"

pembahasan soal nomor 1:

Ketika kalor diberikan ke benda, maka akan terjadi dua hal yakni perubahan suhu benda dan perubahan wujud zat tersebut

Soal nomor 2

Perhatikan 4 kegiatan yang berkaitan dengan perubahan wujud berikut!
(1) Air sirup disimpan oleh satria ke dalam kulkas sehingga menjadi es
(2) Uap hasil rebusan daun cengkeh diembunkan
(3) Mentega diletakkan pada wajan panas untuk menumis sayuran
(4) Harum kapur barus tercium siti ketika masuk ke kamar mandi
Perhatikan perubahan wujud yang melepaskan kalor pada kegiatan tersebut ditunjukkan pada nomor...
a. (1) dan (2)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (3) dan (4)
Kunci jawaban:"A"

pembahasan soal nomor 2:

Perubahan wujud yang melepaskan kalor memiliki ciri suhu benda menurun. Hal ini dapat terjadi apabila benda didinginkan, dengan cara dimasukkan kulkas atau ditempatkan ditempat dingin contoh : membeku, mengembun, dan mendeposisi.
Perubahan wujud yang menerima kalor memiliki ciri suhu benda menurun. Hal ini dapat terjadi apabila benda dipanaskan, dengan cara letakkan di bawah sinar matahari atau di taruh di atas api, contoh : mencair, menguap, dan menyublim

Soal nomor 3

Perhatikan gambar berikut!

Es yang massanya 50 gram dipanaskan dari -5⁰C menjadi air bersuhu 60⁰C air. jika kalor lebur es = 80 kal/gram, kalor jenis es = 0,5 kal/gram⁰C, kalor jenis air = 1 kal/gram⁰C, maka banyaknya kalor yang diperlukan pada saat proses dari C ke D adalah ....
A. 125 kalori
B. 4.000 kalori
C. 3.000 kalori
D. 7.125 kalori

Kunci jawaban:"C"

pembahasan soal nomor 3:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 50 gram
T₁ = -5 ⁰C
T₂ = 60 ⁰C
L = 80 kal/gram⁰
c_es = 0,5 kal/gram⁰C
c_air = 1 kal/gram⁰C
Q_CD ... ?
Perhatikan bahwa yang ditanyakan adalah kalor yang diperlukan saat proses C ke D, jadi kita hanya akan fokus pada bagian itu saja, pada bagian C ke D proses yang terjadi adalah perubahan suhu air dari suhu 0⁰C (titik C) ke suhu 60⁰C (titik D) sehingga kita dapat menentukan kalor pada proses tersebut dengan persamaan
Q_CD = m c_air ΔT_CD
Q_CD = 50 x 1 x (60 – 0)
Q_CD = 50 x 1 x 60
Q_CD = 3.000 kal

Soal nomor 4

Perhatikan grafik pemanasan 1 kg es berikut!

Jika kalor jenis es 2.100 J/kg⁰C, kalor lebur es 336.000 J/kg dan kalor jenis air adalah 4.200 J/kg⁰C, maka kalor yang dibutuhkan dalam proses P – Q – R adalah ....
A. 10.500 J
B. 21.000 J
C. 336.000 J
D. 346.500 J

Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 4:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 1 kg
c_es = 2.100 J/kg⁰C
L_es = 336.000 J/kg
c_air = 4.200 J/kg⁰C
Q_PR ... ?
Soal yang ditanyakan adalah kalor selama proses P – Q – R. Selama proses ini terjadi dua kali fenomena yakni perubahan suhu es (proses P – Q) dan perubahan wujud es menjadi air (proses Q – R), sehingga kalor pada P – Q – R merupakan kalor total selama proses tersebut, secara matematis dapat ditulis
Q_PR = Q_PQ + Q_QR
Q_PR = m_es c_es ΔT + m_es L_es
Q_PR = 1 x 2100 x (0 – (-5)) + 1 x 336000
Q_PR = 2100 x 5 + 336000
Q_PR = 10500 + 336000
Q_PR = 346.500 J

Soal nomor 5

Sebanyak 500 g air dipanaskan dari suhu 30 ⁰C sampai 80 ⁰C, bila kalor jenis air adalah 4.200 J/kg⁰C maka kalor yang diperlukan adalah ....
A. 63.000 J
B. 105.000 J
C. 168.000 J
D. 210.000 J
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 5:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 500 g = 0,5 kg
T₁ = 30 ⁰C
T₂ = 80 ⁰C
c = 4200 J/kg⁰C
Q ... ?
Q = m c ΔT
Q = 0,5 x 4200 x (80 – 30)
Q = 2100 x 50
Q = 105.000 J

Soal nomor 6

perhatikan tabel berikut!

Logam – logam di atas memiliki massa yang sama yakni sebesar 50 g. Jika kemudian pada masing – masing logam diberikan kalor sebanyak 100 J. Maka logam yang mengalami perubahan suhu yang paling besar adalah ....
A. Aluminium
B. Tembaga
C. Timah
D. Nikel
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 6:

Kalor jenis merupakan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg benda sebesar 1 ⁰C, dengan kata lain semakin besar kalor jenis suatu benda maka benda tersebut akan semakin susah untuk dipanasi atau semakin kecil perubahan suhunya (semakin bersifat isolator). Berdasarkan tabel di atas jika semua logam diberikan kalor yang sama besar maka urutan perubahan suhu dari yang terkecil ke yang terbesar adalah aluminium – nikel – seng – tembaga - timah

Soal nomor 7

Andi menemukan suatu logam yang massanya 600 gram. Ketika dipanaskan dari suhu 25 ⁰C hingga 65 ⁰C diperlukan kalor 11,04 kJ. Jenis logam dan kalor jenis yang benar adalah ....

Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 7:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 600 g = 0,6 kg
ΔT = 65 – 25 = 40 ⁰C
Q = 11,04 kJ = 11040 J
Untuk menyelesaikan soal di atas, dapat digunakan persamaan kalor untuk mengubah suhu benda yakni
Q = m . c . ΔT
11040 = 0,6 . c . 40
11040 = 24 c
460 = c
Penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada materi kalor

Soal nomor 8

aluminium bermassa 2 kg dengan suhu 20⁰C menerima kalor sebesar 180 kJ. Jika kalor jenis aluminium = 900 J/kg⁰C, maka suhu akhir aluminium adalah ....
A. 70 ⁰C
B. 80 ⁰C
C. 100 ⁰C
D. 120 ⁰C
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 8:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 2 kg
T₁ = 20 ⁰C
Q = 180 kJ = 180000 J
c_Al = 900 J/kg
T₂ ... ?
Q = m c_Al ΔT
180000 = 2 x 900 (T₂ – T₁)
180000 = 1800 (T₂ – 20)
100 = T₂ – 20
T₂ = 120 ⁰C

Soal nomor 9

Air dingin bersuhu 5 ⁰C dan memiliki massa 5 kg dicampur dengan air panas bersuhu 50 ⁰C yang massanya 2 kg, suhu akhir campuran yang terjadi adalah ....

A. 17,45 ⁰C

B. 17,85 ⁰C
C. 17,35 ⁰C
D. 17,75 ⁰C
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 9:

Berdasarkan soal dapat diketahui
T₁ = 5 ⁰C
m₁ = 5 kg
T₂ = 50 ⁰C
m₂ = 2 kg
T_a ... ?
Untuk menyelesaikan soal di atas kita dapat menggunakan asas black dimana jumlah kalor yang dilepaskan benda bersuhu tinggi sama dengan jumlah kalor yang diterima benda bersuhu rendah, secara matematis dapat ditulis
Q_lepas = Q_terima
m₂ c_a ΔT₂ = m₁ c_a ΔT₁
m₂ (T₂ – T₂) = m₁ (T₂ – T₁)
2 (50 – T_a) = 5 (T_a – 5)
100 – 2T_a = 5T_a – 25
100 + 25 = 5T_a + 2T_a
125 = 7T_a
T_a = 125/7
T_a = 17,85 ⁰C

Perhatikan :
Ada sedikit perbedaan dalam menentukan nilai perubahan suhu (ΔT) pada persamaan di atas, yang mana pada intinya untuk menentukan nilai tersebut adalah suhu yang lebih tinggi dikurangi suhu yang lebih rendah. Pada persamaan azaz black suhu campuran terletak antara suhu benda tinggi dan suhu benda rendah (T₁ < T_a < T₂)

Soal nomor 10

Perhatikan tabel kalor jenis berikut!

Logam (X) yang massanya 0,84 kg dipanaskan hingga suhunya 129 ⁰C, kemudian dimasukkan ke dalam 1 kg air yang suhunya 20 ⁰C, setelah beberapa saat terjadi keseimbangan, suhu akhir campuran menjadi 29 ⁰C, bila diketahui kalor jenis air 4.200 J/kg⁰C, dapat disimpulkan bahwa logam tersebut adalah ….
A. aluminium
B. besi
C. tembaga
D. perak
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 10:

Konsep Asas Black
Q_lepas = Q_terima
m_x . c_x . ΔT_x = m_a . c_a . ΔT_a
0,84 . c_x . (129 – 29) = 1 . 4200 . (29 – 20)
0,84 . c_x . 100 = 4200 . 9
c_x = 450 J/kg⁰C

Soal nomor 11

Peristiwa di bawah ini yang sesuai dengan perpindahan kalor secara konduksi adalah ....
A. Pancaran panas matahari sampai ke bumi
B. Orang memanaskan tubuh di dekat tungku api
C. Panci aluminium dipanaskan di atas kompor
D. Air mendidih saat dipanaskan
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 11:

Perpindahan kalor dibagi menjadi 3 jenis yakni
Radiasi : perpindahan kalor secara langsung
Konveksi : perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan mediumnya (pada zat gas dan zat cair)
Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan mediumnya (pada zat padat)
Berdasarkan penjelasan di atas maka kita dapat mengetahui
Pilihan A = radiasi
Pilihan B = radiasi
Pilihan C = konduksi
Pilihan D = konveksi

Soal nomor 12

Perhatikan pernyataan – pernyataan berikut
1) Kalor dari sebuah lampu dapat dirambatkan secara konveksi dan radiasi
2) Panas matahari dirambatkan secara radiasi
3) Perambatan kalor pada besi terjadi secara konduksi
4) Aliran udara pada cerobong asap terjadi secara radiasi
Pernyataan di atas yang salah adalah ....
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 12:

Perpindahan kalor dibagi menjadi 3 jenis yakni
Radiasi : perpindahan kalor secara langsung
Konveksi : perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan mediumnya (pada zat gas dan zat cair)
Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan mediumnya (pada zat padat)
Berdasarkan penjelasan di atas maka kita dapat mengetahui bahwa pernyataan No. 4 adalah salah karena fenomena tersebut termasuk dalam konveksi.