Azas Black SBMPTN, Pembahasan contoh soal

Nomor 1
Logam tembaga bersuhu 100oC dimasukkan kedalam air yang bermassa 128 gram dan bersuhu 30oC. Kalor jenis air 1 kal/g.oC dan kalor jenis tembaga 0,1 kal/g.oC. jika kesetimbangan termal terjadi pada suhu 36oC, maka massa logam tersebut adalah...
A. 140 gram
B. 120 gram
C. 100 gram
D. 80 gram
E. 75 gram

Pembahasan:
Diketahui:
TL = 100oC
ms = 128 gram
Ts = 30oC
cs = 1 kal/g.oC
cL = 0,1 kal/g.oC
T = 36 oC
Ditanya: mL = ...
Jawab: gunakan asas black
Kalor serap = kalor lepas
ms . cs . ΔTs = mL . cL . ΔTL
128 . 1 . (36 – 30) = mL . 0,1 . (100 – 36)
128 . 6 = mL . 6,4
2 . 6 = mL . 0,1
mL = 120 gram
Jawaban: B

Nomor 2
Sebanyak 150 gram air panas bersuhu 100 oC ditambahkan kedalam bejana berisi 300 gram air yang bersuhu 10 oC sampai campuran itu mencapai kesetimbangan termal. Suhu campuran saat mencapai kesetimbangan termal adalah...
A. 25 oC
B. 30 oC
C. 35 oC
D. 40 oC
E. 50 oC

Pembahasan:
Diketahui:
TL = 100oC
mL = 150 gram
ms = 300 gram
Ts = 10oC
Ditanya: T = ...
Jawab: gunakan asas black.
Kalor serap = kalor lepas
ms . cair . ΔTs = mL . cair . ΔTL
300 . (T – 10) = 150 . (100 – T)
2 (T – 10) = 100 – T
2T – 20 = 100 – T
2T + T = 100 + 20
3T = 120
T = 40 oC
Jawaban: D


Nomor 3
Zat yang kalor jenisnya besar jika diberi kalor akan lebih cepat panas jika dibandingkan dengan zat yang kalor jenisnya kecil.
SEBAB
Kemampuan zat menyerap kalor sangat ditentukan oleh kalor jenis zat tersebut.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab Q = m c ΔT atau ΔT = Q / mc sehingga jika kalor jenis tinggi maka lambat naik suhunya.
Alasan benar, ini bisa dilihat dari rumus kalor.
Jawaban: Pernyataan salah dan alasan benar.


Nomor 4
Kalor akan dilepaskan saat suatu zat berubah wujudnya.
SEBAB
Saat terjadi perubahan wujud zat, suhu zat tidak berubah.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab ketika es berubah menjadi air maka es menyerap kalor.
Alasan benar sebab ketika terjadi perubahan wujud suhu zat konstan.
Jawaban: pernyataan salah dan alasan benar.

Nomor 5
Pada kondisi yang sama, secangkir kopi panas lebih cepat kehilangan kalor dibanding secangkir kopi hangat.
SEBAB
Laju pendinginan sebuah benda berbanding lurus dengan suhu benda mula-mula.

Pembahasan
Pernyataan benar sebab Q = m c ΔT artinya kalor sebanding dengan perubahan suhu.
Alasan salah karena seharusnya sebanding dengan perubahan suhu, bukan suhu awalnya.
Jawaban: pernyataan benar dan alasan salah.

Nomor 6
Sepotong buah semangka dan sepotong donat (keduanya bermassa sama) yang baru keluar dari lemari es akan mencapai suhu ruang secara bersamaan.
SEBAB
Laju pemanasan sebuah benda berbanding lurus dengan suhu mula-mula benda tersebut.

Pembahasan
Pernyataan salah sebab kalor jenis semangka berbeda dengan kalor jenis donat.
Alasan salah karena seharusnya sebanding dengan perubahan suhunya bukan suhu awalnya.
Jawaban: Pernyataan dan alasan salah.


Nomor 7
Suhu tiga macam cairan bermassa sama A, B, danC masing-masing adalah 10 ^oC, 20 ^oC, dan 30 ^oC. Jika A dan B dicampur suhunya menjadi 16 ^oC, sedangkan bila B dan C dicampur suhunya menjadi 24 ^oC. Jika A dan C dicampur maka suhunya adalah...
A. 10 ^oC
B. 15 ^oC
C. 20 ^oC
D. 25 ^oC
E. 30 ^oC

Pembahasan
Cairan A dan B dicampur Takhir = 6 ^oC
QA = QB
m cA . ΔTA = m cB ΔTB
cA (16 - 10) = cB (20 - 16)
cA : cB = 4 : 6

Cairan B dan C dicampur Takhir = 24 ^oC
QB = QC
m cB . ΔTB = m cC ΔTC
cB (24 - 20) = cC (30 - 24)
cB : cC = 4 : 6

Karena perbandingan cA : cB = cB : cC maka disimpulkan cA = cC
QA = QC
m cA . ΔTA = m cC ΔTC
(T - 10) = cC (30 - T)

T = 20 ^oC
Jawaban: C

Nomor 8
Sebuah alat pemanas listrik mempunyai hambatan 12 Ohm dioperasikan pada beda potensial 120 volt. Apabila alat ini digunakan untuk memanaskan 40 kg air dari 15 ^oC menjadi 80 ^oC dan dianggap tidak ada kalor yang hilang maka waktu yang diperlukan adalah..
A. 0,5 jam
B. 1,0 jam
C. 1,5 jam
D. 2,0 jam
E. 2,5 jam

Pembahasan
Wlistrik = Q
(V²/R) t = mair . cair . ΔTair
(120²/12) t = 40 . 4200 (80 - 15)
t = 2,5 jam
Jawaban: E