Contoh Soal Kalor untuk Kelas 11

Ella Winarsih

1. Pemanasan Benda dengan Pemuaian

Diketahui sehelai kawat dilanjutkan dengan menggunakan kompor gas. Pada saat ditiupkan, terjadi perubahan panjang kawat sebesar 1,5 cm. Jika koefisien muai panjang kawat adalah 2 x 10^-5 °C^-1 dan kawat dipanaskan hingga suhu 200 °C, tentukan perubahan panjang awal dari kawat tersebut!

Jawaban:
Diketahui:

  • Koefisien muai panjang kawat (α) = 2 x 10^-5 °C^-1
  • Perubahan suhu (ΔT) = 200 °C

Rumus yang digunakan:
ΔL = αL₀ΔT

Substitusi nilai ke dalam rumus:
ΔL = (2 x 10^-5 °C^-1)(1,5 cm)(200 °C)

Hitung nilai ΔL:
ΔL = 6 x 10^-3 cm

Jadi, perubahan panjang awal dari kawat tersebut adalah 6 x 10^-3 cm.

2. Perpindahan Kalor melalui Konduksi

Sebatang besi dengan luas penampang 0,02 m^2 dan panjang 2 m memiliki suhu ujung 800 °C dan suhu ujung lainnya 400 °C. Jika koefisien konduksi termal besi adalah 60 W/m·K, tentukan laju perpindahan kalor yang terjadi pada besi tersebut!

Jawaban:
Diketahui:

  • Luas penampang besi (A) = 0,02 m^2
  • Panjang besi (L) = 2 m
  • Suhu ujung pertama (T₁) = 800 °C
  • Suhu ujung kedua (T₂) = 400 °C
  • Koefisien konduksi termal besi (k) = 60 W/m·K

Rumus yang digunakan:
Q = kAΔT/L

Substitusi nilai ke dalam rumus:
Q = (60 W/m·K)(0,02 m^2)(800 °C – 400 °C)/(2 m)

Hitung nilai Q:
Q = 2400 W

Jadi, laju perpindahan kalor yang terjadi pada besi tersebut adalah 2400 W.

3. Perpindahan Kalor melalui Konveksi

Sebuah ruangan memiliki volume 50 m^3 dan suhunya awalnya 20 °C. Jika konveksi udara di dalam ruangan menyebabkan suhu udara naik sebesar 2 °C per menit, tentukan waktu yang diperlukan agar suhu udara mencapai 30 °C!

BACA JUGA:   SMK Astrindo Tegal

Jawaban:
Diketahui:

  • Volume ruangan (V) = 50 m^3
  • Suhu awal ruangan (T₁) = 20 °C
  • Perubahan suhu per menit (ΔT/Δt) = 2 °C/min
  • Suhu yang diinginkan (T₂) = 30 °C

Rumus yang digunakan:
Waktu (Δt) = V(T₂ – T₁)/(ΔT)

Substitusi nilai ke dalam rumus:
Δt = (50 m^3)(30 °C – 20 °C)/(2 °C/min)

Hitung nilai Δt:
Δt = 250 min

Jadi, waktu yang diperlukan agar suhu udara mencapai 30 °C adalah 250 menit.

Also Read

Bagikan: