Pembahasan Fisika Un 2017 No. 21 - 25
 |
| Perpindahan panas secara konduksi |
Pembahasan soal-soal Fisika Ujian Nasional (UN) tahun 2017 nomor 21 hingga dengan nomor 25 tentang:
- kalor,
- perpindahan panas,
- asas Black,
- hantaran panas, dan
- teori kinetik gas.
Soal No. 21 wacana Kalor
Grafik di bawah ini merupakan data yang diperoleh dari pemanasan abu sampel zat tertentu bermassa 0,10 kg.
Kalor jenis sampel zat ialah ….
A. 240 J.kg−1.K−1
B. 420 J.kg−1.K−1
C. 840 J.kg−1.K−1
D. 2.400 J.kg−1.K−1
E. 4.200 J.kg−1.K−1
Kalor jenis sampel zat ialah ….
A. 240 J.kg−1.K−1
B. 420 J.kg−1.K−1
C. 840 J.kg−1.K−1
D. 2.400 J.kg−1.K−1
E. 4.200 J.kg−1.K−1
Pembahasan
Suatu zat yang dipanaskan (diberikan kalor) akan mengalami kenaikan suhu sesuai rumus:Q = mc∆t
Kalor jenis c menurut rumus di atas adalah:
Nilai Q dan ∆t dapat kita peroleh dari grafik di atas. Kita ambil saja data yang paling kecil (untuk mempermudah penghitungan), yaitu Q = 420 J dan ∆T = 10 K. Sedangkan nilai m sudah diketahui dalam soal. Sehingga nilai c adalah:
Jadi, kalor jenis sampel zat tersebut ialah 420 J.kg−1.K−1 (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 22 wacana Perpindahan Panas
Dua logam sejenis A dan B masing-masing bersuhu TA dan TB diletakkan dalam ruangan bersuhu T. Jika suhu T > TA dan TB < T, sehabis waktu tertentu (t) bentuk grafik relasi T terhadap t yang sempurna untuk keadaan tersebut ialah ….
Pembahasan
Diketahui pada soal bahwa T > TA dan TB < T. Berarti suhu logam A maupun logam B lebih rendah dari suhu ruangan. Akibatnya kedua logam tersebut akan menyerap suhu ruangan sehingga suhu keduanya akan naik.Jadi, grafik T-t yang sempurna ialah opsi (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 23 wacana Asas Black
Sebanyak 75 gram air yang suhunya 20 ℃ dicampurkan dengan 50 gram air yang suhunya tak diketahui. Jika suhu final adonan 40 ℃ maka suhu air 50 gram mula-mula ialah ….
A. 70 ℃
B. 50 ℃
C. 40 ℃
D. 30 ℃
E. 20 ℃
A. 70 ℃
B. 50 ℃
C. 40 ℃
D. 30 ℃
E. 20 ℃
Pembahasan
Bagan ilustrasi untuk soal di atas adalah:
Air yang bermassa 75 gram akan menyerap kalor sebesar Q1 sedangkan air yang bermassa 50 gram akan melepas kalor sebesar Q2. Sesuai dengan asas Black, kalor yang diserap sama dengan kalor yang dilepas.
Q1 = −Q2
m1 c(t − t1) = −m2 c(t − t2)
75(40 − 20) = −50(40 − t2)
1500 = −2000 + 50t2
50t2 =
t2 =
Jadi, suhu mula-mula air 50 gram ialah
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 24 wacana Hantaran Panas
Tiga batang P, Q, dan R dari jenis berbeda mempunyai panjang dan luas penampang sama disambung menyerupai gambar.
Koefisien konduksi materi kP = 2kQ = 4kR, maka suhu sambungan T2 dan T3 ialah ….
A. T2 = 30 ℃, T3 = 70 ℃
B. T2 = 30 ℃, T3 = 60 ℃
C. T2 = 30 ℃, T3 = 50 ℃
D. T2 = 20 ℃, T3 = 50 ℃
E. T2 = 20 ℃, T3 = 40 ℃
Koefisien konduksi materi kP = 2kQ = 4kR, maka suhu sambungan T2 dan T3 ialah ….
A. T2 = 30 ℃, T3 = 70 ℃
B. T2 = 30 ℃, T3 = 60 ℃
C. T2 = 30 ℃, T3 = 50 ℃
D. T2 = 20 ℃, T3 = 50 ℃
E. T2 = 20 ℃, T3 = 40 ℃
Pembahasan
Perpindahan panas pada logam termasuk insiden konduksi yang dirumuskan sebagai:
Karena panjang dan luasnya sama maka nilai H hanya bergantung pada k dan ∆t.
H k∆t
Pada sambungan P-Q, logam P menyerap panas (karena suhunya lebih rendah) sedangkan logam Q melepas panas (karena suhunya lebih tinggi) dengan kP = 2kQ.
HP = −HQ
kP (T2 − T1) = −kQ (T2 − T3)
2
2T2 − 20 = −T2 + T3
3T2 − 20 = T3
T3 = 3T2 − 20 … (1)
Sementara itu, pada sambungan Q-R, logam Q menyerap panas dan logam R melepas panas dengan 2kQ = 4kR atau kQ = 2kR.
HQ = −HR
kQ (T3 − T2) = −kR (T3 − T4)
2
2T3 − 2T2 = −T3 + 80
3T3 = 2T2 + 80 … (2)
Substitusi persamaan (1) ke persamaan (2).
3T3 = 2T2 + 80
3(3T2 − 20) = 2T2 + 80
9T2 − 60 = 2T2 + 80
7T2 = 140
T2 = 20
Substitusi T2 = 20 ke persamaan (1)
T3 = 3T2 − 20
= 3 ∙ 20 − 20
= 60 − 20
= 40
Jadi, suhu sambungan T2 dan T3 berturut-turut ialah 20 ℃ dan 40 ℃ (E).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Kalor.
Soal No. 25 wacana Teori Kinetik Gas
Volume gas ideal di dalam ruangan tertutup diperkecil 1/2 kali semula dalam proses isotermis, maka tekanannya menjadi ….
A. 1/4 kali semula
B. 1/2 kali semula
C. 1 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula
A. 1/4 kali semula
B. 1/2 kali semula
C. 1 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula
Pembahasan
Persamaan umum gas ideal dirumuskan sebagai:PV = nRT
Peristiwa tersebut terjadi dalam proses isotermis atau suhu konstan sehingga:
PV = C
P1 V1 = P2 V2
P1
P1 = 1/2 P2
P2 = 2P1
Jadi, tekanan gas dalam insiden tersebut menjadi 2 kali semula (D).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Teori Kinetik Gas.
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 16 - 20
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 26 - 30
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Demikian, menyebarkan pengetahuan bersama . Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah. Sumber http://kakajaz.blogspot.com
0 Response to "Pembahasan Fisika Un 2017 No. 21 - 25"
Posting Komentar