Soal UN Fisika No. 21
Air mendidih (100 ℃) sebanyak 250 ml dituangkan ke dalam panci berisi 400 ml air bersuhu 35 ℃. Setelah terjadi keseimbangan termal maka suhu campuran adalah … (kalor jenis air 1,0 kal.gr−1.℃−1).
A. 55 ℃
B. 60 ℃
C. 65 ℃
D. 75 ℃
E. 80 ℃
Pembahasan:
Qlepas = Qterima
m . c . ∆t = m . c . ∆t
250 . 1 . (100 – t) = 400 . 1 (t – 35)
5(100 – t) = 8(t – 35)
500 – 5t = 8t – 280
8t + 5t = 500 + 280
13t = 780
t = 780/13 = 600C
Jadi, setelah terjadi keseimbangan termal maka suhu campuran adalah 600C.
Soal UN Fisika No. 22
Besarnya kalor yang mengalir per detik melalui suatu bahan logam:
- berbanding terbalik dengan perbedaan suhu antara kedua ujungnya
- berbanding terbalik dengan luas penampang benda
- bergantung pada jenis bahan logam
- berbanding terbalik dengan panjang logam
Pernyataan yang benar untuk meningkatkan laju perpindahan kalor secara konduksi adalah ….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Soal UN Fisika No. 23
Logam P, Q, dan R berukuran sama. Konduktivitas logam P, Q, dan R berturut-turut adalah 4k, 2k, dan k. Ketiganya terhubung dengan suhu pada ujung-ujung terbuka seperti pada gambar berikut.
Suhu pada sambungan logam P dengan Q (Tx) adalah ….
A. 80 ℃
B. 70 ℃
C. 60 ℃
D. 50 ℃
E. 40 ℃
Pembahasan:
Diketahui:
kP = 4k
kQ = 2k
kR = k
T1 = 200C
T2 = 1600C
Ditanyakan: Tx = …?
Jawaban:
H = k A ∆T/l
Karena ketiga logam tersebut memiliki A dan l yang sama, maka:
H = k . ∆T
Pada sambungan P-Q, kalor yang dilepas Q akan diserap P.
kP (Tx − 20) = kQ (Ty − Tx)
4k(Tx − 20) = 2k(Ty − Tx)
2(Tx − 20) = Ty − Tx
2Tx − 40 = Ty − Tx
3Tx = Ty + 40
Ty = 3Tx − 40 … (1)
Sedangkan pada sambungan Q-R, kalor yang dilepas R akan diserap Q.
kQ (Ty − Tx) = kR (160 − Ty)
2k(Ty − Tx) = k(160 − Ty)
2(Ty − Tx) = 160 − Ty
2Ty − 2Tx = 160 − Ty
3Ty = 2Tx + 160 … (2).
Selanjutnya kita substitusikan persamaan (1) ke persamaan (2).
3(3Tx − 40) = 2Tx + 160
9Tx − 120 = 2Tx + 160
7Tx = 280
Tx = 40℃
Jadi, suhu pada sambungan logam P dengan Q (Tx) adalah 40 ℃.
Soal UN Fisika No. 24
Perhatikan pernyataan berikut!
- Jumlah partikel gas ditambah
- Jumlah mol dikurangi
- Suhu ditingkatkan
- Volume ditambah
Faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam suatu ruangan tertutup ditunjukkan oleh nomor ….
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Soal UN Fisika No. 25
Gas argon berada dalam ruangan tertutup saat suhunya berubah menjadi dua kali semula maka kecepatan gerak partikel gas argon adalah ….
A. 1/2 kali semula
B. 1/√2 kali semula
C. √2 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula
Pembahasan:
Diketahui:
T2 = 2T1
Ditanyakan: v2 = …?
Jawaban:
Jadi, kecepatan gerak partikel gas argon adalah √2 kali semula.