Contoh Soal Dan Penjelasan Konsep Kalor

Konsep Kalor dan Kalorimetri

1. Berapa Berapa kalor yang yang diperluk diperlukan an untuk menaik menaikkan kan suhu 7,35 7,35 g air dari 21,0 ke 98,0 ˚! "#sumsikan "#sumsikan kalor spesi$ik air adalah %,18 & −1

−1

g ˚ C 

 dalam kisaran suhu terse'ut.(

)enyelesaian * Kalor spesi$ik adalah kapasitas kalor dari 1,00 g air * 4,18 J 

gair˚C 

Kapasitas kalor sistem "7,35 g air( adalah 4,18 J 

7,35 g air +

J 

gair˚C    30,7 ˚ C 

)eru'ahan suhu yang diperlukan dalam sisem adalah "98,0 -21,0( ˚ C    77, 0 ˚ C  Kalor yang diperlukan untuk menghasilkan peru'ahan suhu ini adalah J   30,7 ˚ C    + 77, 0

˚ C 

 2,3 +

3

10

 &

 Sumber 

)etru//i, alph . dkk. 2008. Kimia asar )rinsip  )rinsip 4 #plikasi odern. &akarta* 6rlangga. alaman 225

2.

iketahui*

"a(. e'anyak 150,0 g sampel tim'al dipanaskan sampai suhu didih air "100,0˚(. "'( e'anyak 50,0 g sampel air ditam'ahkan ke gelas piala kedap termal dan suhunya diketahui 22,0˚. "/( im'al panas di'enamkan ke air dingin dan suhu akhir /ampuran tim'al air adalah 28,8˚. unakan data yang disa:ikan untuk menghitung kalor spesi$ik tim'al.

)enyelesaian

3

10

 50,0 g air +

gair˚C 

+ "28,8  22,0( 22,0( ˚  1,% +

 &

q timbal q timbal

-1,%+

4,18 J 

q air

itung

*

  - q air   - 1,% +

3

10

 &

 150,0 g tim'al + kalor spesi$ik tim'al + "28,8  100,0(˚  10

3

&

Kalor spesi$ik tim'al

−1,4 x 103 J   150,0 g timb timbal al x ( 28,8 −100,0 ) ˚ C 

−1,4 x 103 J   150,0 g timb timbal al x −71,2 ˚ C    0,13 &  Sumber 

−1

−1

g ˚ C 

)etru//i, alph . dkk. 2008. Kimia asar )rinsip  )rinsip 4 #plikasi odern. &akarta* 6rlangga. alaman 22 C 12 H 22 O11

3. )em' )em'ak akar aran an 1,01 1,010 0 g sukr sukros osa, a,

, dalam kalorimeter 'om

mengaki'atkan suhu naik dari 2%,92 men:adi 28,33˚. Kapasitas kalor   pada rakitan kalorimeter adalah %,90 K:;˚. "a( Berapa kalor   pem'akaran sukrosa "dinyatakan dalam kilo:oule per mol

C 12 H 22 O11

! "'( Buktikan klaim produsen gula yang menyatakan 'ah
1,7 k & q reaksi   - q kalorim   - 1,7 k & =ni adalah kalor pem'akaran dari 1,010 g sampel.. )er gram C 12 H 22 O11 q reaksi

−16,7 k J  

1,010 g C 12 H 22 O11

  - 1,5 k &;g C   H  O 12

22

11

)er mol C 12 H 22 O11 q reaksi

−16,5 k J  

342,3 g C 12 H 22 O11

g C 12 H 22 O11  +

  - 5, 5 +

3

10

1 molC 12 12 H 22 22 O11

k &;mol C   H  O 12

22

11

"'( >ntuk menetukan kadar kalori sukrosa, sukrosa, kita dapat menggunakan kalor pem'akaran per gram sukrosa yang telah ditentukan pada

 'agian "a(, 'ersama 'ersama dengan satu satu $aktor untuk mengon?ersi mengon?ersi dari kilo:oule ke kilokalori. " karena 1 kal  %,18% &, maka 1 kkal  %,18% k &(! kkal 

4,8 g C 12 H 22 O 11

sendok sendok teh

−16,5 k J  +

g C 12 H 22 O11  +

1 kkal 4,184 k J 



−19 kkal sendok sendok teh

1 kalori makanan " 1 kalori dnegan huru$ kapital K( se'enarnya adalah 1000 kal, atau 1 kkal. &adi, 19 kkal  19 kalori. Klaim ini dapat di'enarkan

 Sumber 

)etru//i, alph . dkk. 2008. Kimia asar )rinsip  )rinsip 4 #plikasi odern. &akarta* 6rlangga. alaman 229

%. e:umlah e:umlah massa massa alumunium alumunium "/  0,21 0,21 kal;g kal;g ∙  ˚( dipanasi hingga suhunya naik se'anyak se'anyak 57 ˚. #ndai #ndai kata :umlah kalor yang sama sama dihantarkan pada pada :umlah massa massa tem'aga "/  0,093 kal; kal; g ∙  ˚( yang sama pula, 'erapakah kenaikan suhu ter:adi pada tem'aga!

)enyelesaian

*

Karena ∆ Q  sama untuk keduanya, kita peroleh, m c al ∆ T al   m c cu ∆ T cu ∆ T cu= ¿

c al

( ∆ T al)   c cu

(

  0,21 0,093

) "57

˚ C  ¿=  ¿ =129 ˚ C 

 Sumber 

Bue/he, @rederi/k &. 1999. eori dan oal  oal @isika. &akarta* 6rlangga.

5. alam se'uah se'uah 'otol 'otol termos termos terdapat terdapat 250 250 g kopi kopi pada pada suhu suhu 90˚. 90˚. itam'ahkan susu se'anyak 20 g 'ersuhu 5˚.. 'erapakah suhu /ampuran! Boleh dimisalkan tidak ada kalor yang terserap 'otol termos. )enyelesaian * #ir, kopi, dan susu mempunyai mempunyai nilai / yang sama yaitu 1,00 kal;g ∙˚C.

Berdasarkan hukum kekekalan energi sehingga dapat ditulis * "peru'ahan kalor kopi( A "peru'ahan kalor susu(  0 T 

T 

"/m ∆ ¿ ¿ kopi  A "/m ∆ ¿ ¿ susu

0

Kalau suhu akhir adalah t, maka ∆ T kopi

 t - 90˚

u'stitusikan, u'stitusikan, maka

∆ T susu

 t - 5˚

"250 g (" t - 90˚( A "20g(" t - 5˚(  0 #tau t  83,7 ˚ C   Sumber 

Bue/he, @rederi/k &. 1999. eori dan oal  oal @isika. &akarta* 6rlangga. 6.

)erpindahan kalor dari se'uah 'ola 'erdiameter 2 m kealiran udara  'ersuhu 25o selama inter?al
*

)erpindahan kalornya adalah Q=h c A ( T s −T  ) ∆ t  3 ! 10

6

=10 ! 4 " ! 12 ( T s−25 ) ! 3600

emperatur di permukaan dihitung se'esar  T s=31,6 ℃ )erhatikan 'ah
4"r

2

 Sumber 

erle . )otter dan raig . omerton. 2011.  Edisi Kedua. &akarta* 6rlangga

alaman %% Co. 3.10.

Termodinamik Termodinamika a Teknik  Teknik 

3

7. "a( Berapa Berapa kalor kalor diper diperlukan lukan untuk untuk memanas memanaskan kan air air 250 250 cm  dari suhu 20˚ men:adi men:adi 35˚ "'( 'erapa kalor dilepas air kalau air kem'ali mendingin sampai 20˚! )enyelesaian * Karena 250 cm  air massanya 250 g, dan karena C air   1,00 kal; 3

g˚ maka, "a( ∆ Q= m c ∆ T     "250 g("1 kal;g ∙  ˚("15˚(  3750 kal  15,7 k  &

( b ) ∆ Q= m c ∆ T     "250 g("1 kal;g ∙  ˚("-15˚(  -3750 kal  -15,7 k&

 Sumber 

Bue/he, @rederi/k &. 1999. eori dan oal  oal @isika. &akarta* 6rlangga.