termometrik

S U H U

1. Suhu suatu zat menunjukkan 400˚R. Berapa ˚K suhu tersebut?
Diket : R = 400˚
Dit : K…?
Jawab : K = ( 5/4 . R ) + 273
K = ( 5/4 . 400˚ ) + 273
K = 773˚
2. Termomoter x yang menunjukkan angka -25 pada titik beku air dan 60 pada titik didih air. Suhu 15˚x sama dengan … ˚C.
Diket : TTBx = -25˚
TTAx = 60˚
TTBc = 0˚
Dit : 15˚x = …˚C
Jawab : 15˚x = …˚C
x - TTBx = c – TTBc
skala skala

15 + 25 = c – 0
60 + 25 100+0

15 + 25 = c – 0
85 100

40 = c
85 100

85c = 4000
c = 47,05˚
3. Suhu badan Raihan saat demam adalah 39˚C. Berapa ˚R suhu tersebut?
Diket : C = 39˚
Dit : R…?
Jawab : R = 4/5 . C
R = 4/5 . 39˚
R = 31,2˚


4. Suhu suatu zat menunjukkan 680˚R. Berapa ˚C suhu tersebut?
Diket : R = 680˚
Dit : C…?
Jawab : C = 5/4 . R
C = 5/4 . 680˚
C = 580˚
5. Suhu suatu benda jika diukur dalam skala Reamur adalah 40˚. Maka suhu benda tersebut jika diukur dalam skala Fahrenheit adalah…
Diket : R = 40˚
Dit : F…?
Jawab : F = ( 9/4 . R ) + 32
F = ( 9/4 . 40˚ ) + 32
F = 90˚ + 32
F = 122˚
6. Termomoter y yang menunjukkan angka -50 pada titik beku air dan 70 pada titik didih air. Suhu 10˚y sama dengan … ˚C.
Diket : TTBy = -50˚
TTAy = 70˚
TTBc = 0˚
Dit : 10˚y = …˚C
Jawab : 10˚y = …˚C
y - TTBy = c – TTBc
skala skala

10 + 50 = c – 0
70 + 50 100+0

10 + 50 = c – 0
120 100

60 = c
6 5

6c = 300
c = 50˚



7. Suhu suatu benda adalah 726˚K. Berapa ˚C suhu tersebut?
Diket : K = 726˚
Dit : C…?
Jawab : C = K – 273
C = 726˚ - 273
C = 453˚


K A L O R

1. Es dengan massa 25 gram bersuhu -30˚C, kalori jenis es 0,5 kal/g.˚C, dipanaskan hingga menjadi air seluruhnya pada suhu 0˚C. Hitunglah kalor yang diperlukan! ( Llebur = 80 kal/g)
Diket : mes = 25 gram
t1 = -30˚C
t2 = 0˚C
ces = 0,5 kal/g.˚C
L = 80 kal/g
Dit : Qtotal … ?
Jawab : Qtotal = Q1 + Q2
= mes . ces . ∆t + mes . L
= 25 . 0,5 . -30 + 25 . 80
= (-375) + 2000
= 1625 kalori
2. Kapasitas kalor sebuah bejana yang massanya 2 kg dengan kalor jenis 195 J kg–1 K-1 adalah …
Diket : m = 0,4 kg
C = 195 J kg-1 K-1
Dit : C … ?
Jawab : C = m . c
= 2 . 195
= 390 J/K
3. Tuliskan bunyi Asas Black!
Berbagai benda yang dicampur dan diisolasi sempurna terhadap lingkungan, banyaknya kalor yang dilepas sama dengan banyaknya kalor yang diterima benda lainnya.
4. Apa yang dimaksud dengan kalor laten?
Kalor Laten adalah banyaknya energi kalor Q yang diterima atau dilepas tiap satuan massa oleh suatu zat untuk berubah wujud.
5. Es dengan massa 50 gram bersuhu -20˚C, kalori jenis es 0,5 kal/g.˚C, dipanaskan hingga menjadi air seluruhnya pada suhu 0˚C. Hitunglah kalor yang diperlukan! ( Llebur = 80 kal/g)
Diket : mes = 50 gram
t1 = -20˚C
t2 = 0˚C
ces = 0,5 kal/g.˚C
L = 80 kal/g
Dit : Qtotal … ?
Jawab : Qtotal = Q1 + Q2
= mes . ces . ∆t + mes . L
= 50 . 0,5 . -20 + 50 . 80
= (-500) + 4000
= 3500 kalori
6. Kapasitas kalor sebuah bejana yang massanya 1,7 kg dengan kalor jenis 200 J kg–1 K-1 adalah …
Diket : m = 1,7 kg
C = 200 J kg-1 K-1
Dit : C … ?
Jawab : C = m . c
= 1,7 . 200
= 340 J/K
7. Kapasitas kalor sebuah bejana yang massanya 0,4 kg dengan kalor jenis 195 J kg–1 K-1 adalah …
Diket : m = 0,4 kg
C = 195 J kg-1 K-1
Dit : C … ?
Jawab : C = m . c
= 0,4 . 195
= 78 J/K

E L A S T I S I T A S

1. Sebuah pegas yang mula-mula sepanjang 25 cm, kemudian diberi beban 100 gram sehingga bertambah panjang 1 cm. Tentukan konstanta pegas!
Diket : m = 0,1
Dit : k … ?
Jawab : F = m . g
= 0,1 . 10
= 1 N
∑F = k . y
1 = k . 0,01
k = 100 N/m
2. Dua pegas masing-masing dengan konstanta 20 N/m dan 40 N/m disusun paralel, kemudian diberi beban 100 gram. Jika system pegas kemudian digetarkan, maka tentukan periode system pegas yang diberi beban tersebut!
Diket : k1 = 20 N/m
K2 = 40 N/m
M = 100 gram
Dit : T … ?
Jawab : Kparalel = K1 + K2
= 20 + 40
= 60 N/m
T = 2π √m/k
= 2π √0,1 / 60
= 2π √0,0016
3. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m. Pegas digetarkan, maka tentukan frekuensi pegas tersebut saat diberi beban!
Diket : k = 200 N/m
Dit : f … ?
Jawab : f = 1 √ k / m
2π

= 1 √ 200 / 0,5
2π

= 1 x 20
2π

= 20
π
4. Seutas tali sepanjang 3 meter dengan luas penampang 3 mm2 diberi beban 6 kg. Tentukan tegangan tali!
Diket : m = 6 kg
A = 3 mm2 = 3.10-6
Dit : tegangan …?
Jawab : F = m .g
= 6 . 10
= 60 H
tegangan = F
A

= 60
3.10-6

= 20.107 N/m2
5. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 450 N/m. Pegas digetarkan, maka tentukan frekuensi pegas tersebut saat diberi beban!
Diket : k = 450 N/m
Dit : f … ?
Jawab : f = 1 √ k / m
2π

= 1 √ 450 / 0,5
2π

= 1 x 30
2π

= 30
π
6. Seutas tali sepanjang 3 meter dengan luas penampang 5 mm2 diberi beban 10 kg. Tentukan tegangan tali!
Diket : m = 10 kg
A = 5 mm2 = 5.10-6
Dit : tegangan …?
Jawab : F = m .g
= 10 . 10
= 100 H
tegangan = F
A

= 100
5.10-6

= 20.107 N/m2
7. Dua pegas masing-masing dengan konstanta 10 N/m dan 20 N/m disusun paralel, kemudian diberi beban 150 gram. Jika system pegas kemudian digetarkan, maka tentukan periode system pegas yang diberi beban tersebut!
Diket : k1 = 10 N/m
K2 = 20 N/m
M = 200 gram
Dit : T … ?
Jawab : Kparalel = K1 + K2
= 10 + 20
= 30 N/m
T = 2π √m/k
= 2π √200 / 30
= 2π √6,66

PEMUAIAN ZAT

1. Karena suhunya ditingkatkan dari 0˚C menjadi 100˚C, suatu batang baja yang panjangnya 2 m bertambah panjang 1 mm. Maka pertambahan panjang suatu batang baja yang panjangnya 60 cm jika dipanaskan dari 0˚C sampai 150˚C adalah…
Diket : t1 = 0˚ t1 = 0˚
t2 = 100˚ T2 = 150˚
∆t1 = 100˚ ∆t2 = 150˚
∆l1 = 1 mm Lo2 = 60 cm
Lo1 = 200 cm
Dit : ∆l2 … ?
Jawab : ∆l2 = α . lo2 . ∆t2
∆l1 α . lo1 . ∆t1

= 60 . 150
200 . 100

∆l2 = 90 . 1
200

= 0,45 mm
2. Sebuah kaca berukuran 6 m2 pada suhu 20˚C. Berapakah luas kaca tersebut pada suhu 120˚C? Jika koefisien muai panjang kaca α = 9,0.10-6K-1
Diket : A0 = 6 m2
T1 = 20˚C ∆t = 100˚C
T2 = 120˚C
Dit : At … ?
Jawab : β = 2 . α
= 2 . 9,0.10-6K-1
= 0,000018
At = A0 ( 1 + β∆t )
= 6 ( 1 + 0,000018 . 100 )
= 6 ( 1 + 0,0018 )
= 6 ( 1,0018 )
= 6,0108 m2
3. Gas dalam ruang tertutup suhunya 60˚C, tekanannya 1 atm dan volumenya 1 L mengalami pemanasan sehingga tekanan dan volumenya menjadi 2 atm dan 2 L. Hitunglah suhu gas sekarang dalam ˚C!
Diket : T1 = 60 + 273 = 333˚K
V1 = 1 L
P1 = 1 atm
P2 = 2 atm
V2 = 2 L
Dit : T2 … ?
Jawab : P1V1 = P2V2
T1 T2

1 . 1 = 2 . 2
333 T2

T2 = 1332˚K
T2 = 1059˚C
4. Sebuah kaca berukuran 8 m2 pada suhu 30˚C. Berapakah luas kaca tersebut pada suhu 130˚C? Jika koefisien muai panjang kaca α = 9,0.10-6K-1
Diket : A0 = 8 m2
T1 = 30˚C ∆t = 100˚C
T2 = 130˚C
Dit : At … ?
Jawab : β = 2 . α
= 2 . 9,0.10-6K-1
= 0,000018
At = A0 ( 1 + β∆t )
= 8 ( 1 + 0,000018 . 100 )
= 8 ( 1 + 0,0018 )
= 8 ( 1,0018 )
= 8,0144 m2
5. Gas dalam ruang tertutup suhunya 40˚C, tekanannya 1 atm dan volumenya 1 L mengalami pemanasan sehingga tekanan dan volumenya menjadi 2 atm dan 2 L. Hitunglah suhu gas sekarang dalam ˚C!


Diket : T1 = 40 + 273 = 313˚K
V1 = 1 L
P1 = 1 atm
P2 = 2 atm
V2 = 2 L
Dit : T2 … ?
Jawab : P1V1 = P2V2
T1 T2

1 . 1 = 2 . 2
313 T2

T2 = 1252˚K
T2 = 979˚C
6. Karena suhunya ditingkatkan dari 0˚C menjadi 100˚C, suatu batang baja yang panjangnya 5 m bertambah panjang 1 mm. Maka pertambahan panjang suatu batang baja yang panjangnya 90 cm jika dipanaskan dari 0˚C sampai 160˚C adalah…
Diket : t1 = 0˚ t1 = 0˚
t2 = 100˚ T2 = 160˚
∆t1 = 100˚ ∆t2 = 160˚
∆l1 = 1 mm Lo2 = 90 cm
Lo1 = 500 cm
Dit : ∆l2 … ?
Jawab : ∆l2 = α . lo2 . ∆t2
∆l1 α . lo1 . ∆t1

= 90 . 160
500 . 100

∆l2 = 144 . 1
500

= 0,288 mm
7. Sebuah kaca berukuran 4 m2 pada suhu 45˚C. Berapakah luas kaca tersebut pada suhu 145˚C? Jika koefisien muai panjang kaca α = 9,0.10-6K-1


Diket : A0 = 4 m2
T1 = 45˚C ∆t = 100˚C
T2 = 145˚C
Dit : At … ?
Jawab : β = 2 . α
= 2 . 9,0.10-6K-1
= 0,000018
At = A0 ( 1 + β∆t )
= 4 ( 1 + 0,000018 . 100 )
= 4 ( 1 + 0,0018 )
= 4 ( 1,0018 )
= 4,0072 m2

PERPINDAHAN KALOR

1. Batang baja dan tembaga memiliki luas yang sama kemudian disambung. Ujung tembaga yang bebas bersuhu 125˚C sedangkan ujung baja yang bebas bersuhu 0˚C. Jika kbaja = 0,5.102 watt/m.K dan ktembaga = 4.102watt/m.K. Hitunglah suhu sambungan!
Diket : Lb = 1m
Lt = 2m
Tb = 0˚C
Tt = 125˚C
Ab = At
Kb = 0,5.102 watt/m.K
Kt = 4.102 watt/m.K
Dit : tsambungan … ?
Jawab : Hb = Ht
kbAb∆tb = ktAt∆tt
lb lb
0,5.102 ( t – 0 ) = 4.102 ( 125 – t )
1 2
50t – 0 = 50.000 – 400t
1 2
100t – 0 = 50.000 – 400t
100t + 400t = 50.000
500t = 50.000
t = 100˚C
2. Sebuah bola dengan luas permukaan 200 cm2 bersuhu 20˚C. Bila bola tersebut adalah benda hitam sempurna dan s = 5,8.10-8 watt/m2K4. Hitunglah energi yang diradiasikan bola dalam 20 detik!
Diket : A = 200 cm2 = 20-2 m2
T = 20 + 273 = 293 K
e = 1
s = 5,8.10-8 watt/m2K4
t = 20 detik
Dit : Q … ?

Jawab : Q = P.t
= e . A . s . T4 . t
= 1 . 20-2 . 5,8.10-8 . 2934 . 20
= 170,98 J
3. Batang baja dan tembaga memiliki luas yang sama kemudian disambung. Ujung tembaga yang bebas bersuhu 300˚C sedangkan ujung baja yang bebas bersuhu 0˚C. Jika kbaja = 3.102 watt/m.K dan ktembaga = 6.102watt/m.K. Hitunglah suhu sambungan!(Lb = 2, Lt = 4)
Diket : Lb = 2m
Lt = 4m
Tb = 0˚C
Tt = 300˚C
Ab = At
Kb = 3.102 watt/m.K
Kt = 6.102 watt/m.K
Dit : tsambungan … ?
Jawab : Hb = Ht
kbAb∆tb = ktAt∆tt
lb lb
3.102 ( t – 0 ) = 6.102 ( 300 – t )
2 4
300t – 0 = 180.000 – 600t
2 4
1200t – 0 = 360.000 – 1200t
1200t + 1200t = 360.000
2400t = 360.000
t = 150˚C
4. Sebuah bola dengan luas permukaan 100 cm2 bersuhu 127˚C. Bila bola tersebut adalah benda hitam sempurna dan s = 5,8.10-8 watt/m2K4. Hitunglah waktu yang diperlukan bola untuk melakukan radiasi jika energi yang diradiasikan sebesar 222,72 J!
Diket : A = 100 cm2 = 10-2 m2
T = 127 + 273 = 400 K
e = 1
s = 5,8.10-8 watt/m2K4
Q = 222,72 detik
Dit : t … ?
Jawab : Q = P.t
222,72 = e . A . s . T4 . t
222,72 = 1 . 10-2 . 5,8.10-8 . 4004 . t
222,72 = 14,848t
t = 15 detik
5. Batang baja dan tembaga memiliki luas yang sama kemudian disambung. Ujung tembaga yang bebas bersuhu 50˚C sedangkan ujung baja yang bebas bersuhu 0˚C. Jika kbaja = 1.102 watt/m.K dan ktembaga = 2.102watt/m.K. Hitunglah suhu sambungan!(Lb = 2, Lt = 4)
Diket : Lb = 2m
Lt = 4m
Tb = 0˚C
Tt = 50˚C
Ab = At
Kb = 1.102 watt/m.K
Kt = 2.102 watt/m.K
Dit : tsambungan … ?
Jawab : Hb = Ht
kbAb∆tb = ktAt∆tt
lb lb
1.102 ( t – 0 ) = 2.102 ( 50 – t )
2 4
100t – 0 = 1.000 – 100t
2 4
400t – 0 = 2.000 – 100t
400t + 100t = 2.000
500t = 2.000
t = 40˚C
6. Apakah yang dimaksud dengan radiasi / pancaran?
Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa membutuhkan zat perantara.
7. Batang baja dan tembaga memiliki luas yang sama kemudian disambung. Ujung tembaga yang bebas bersuhu 75˚C sedangkan ujung baja yang bebas bersuhu 0˚C. Jika kbaja = 0,4.102 watt/m.K dan ktembaga = 2.102watt/m.K. Hitunglah suhu sambungan!(Lb = 4, Lt = 6)
Diket : Lb = 4m
Lt = 6m
Tb = 0˚C
Tt = 75˚C
Ab = At
Kb = 0,4.102 watt/m.K
Kt = 2.102 watt/m.K
Dit : tsambungan … ?
Jawab : Hb = Ht
kbAb∆tb = ktAt∆tt
lb lb
0,4.102 ( t – 0 ) = 2.102 ( 75 – t )
4 6
40t – 0 = 15.000 – 200t
4 6
2400t – 0 = 30.000 – 800t
2400t + 800t = 30.000
3.200t = 30.000
t = 9,375˚C

F L U I D A

1. Apakah yang dimaksud dengan Fluida?
Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit perubahan bentuk saat ditekan.
2. Balok kayu terapung dengan ¾ bagian volumenya berada di atas permukaan air. Jika massa jenis air 500 kg/m3 , tentukan massa jenis balok kayu!
Diket : rair = 500 kg/m3
Vtercelup = ¼ vkayu
Dit : rkayu … ?
Jawab : wkayu = Fa
mkayu g = ρair g Vtercelup
ρkayu Vkayu g = ρair g Vtercelup
ρkayu = 1000 . ¼ V
V
ρkayu = 250 kg/m2
3. Penampang sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder yang diameternya 10 cm dan 20 cm. Bila pengisap kecil ditekan dengan gaya 60 N, tentukan gaya yang dihasilkan pengisap besar!
Diket : d1 = 10 cm = 10 . 10-2 m
d2 = 20 cm = 20 . 10-2 m
F1 = 60 N
Dit : F2 … ?
Jawab : F1 = F2
A1 A2

60 = F2
πd12 πd22
4 4

60 = F2
d12 d22

60 = F2
(10.10-2)2 (20.10-2)2
F2 = 240 N
4. Fluida ideal mengalir dengan laju 10 m/s di dalam pipa yang bergaris tengah 6 cm menuju ke pipa yang bergaris tengah 8 cm. Tentukan laju air pada penampang besar!
Diket : v1 = 10 m/s
d1 = 6 cm = 6.10-2 m
d2 = 8 cm = 8.10-2 m
Dit : v2 … ?
Jawab : A1v1 = A2v2
πd12 . v1 = πd22 . v2
4 4
d12v1 = d22v2
( 6.10-2 )2 . 10 = ( 8.10-2 )2 . v2
360 = 64v2
v2 = 5,625 m/s
5. Sebuah benda berada pada kedalaman 30 m di bawah permukaan air. Jika massa air 500 kg/m3 dan tekanan atmosfer 1.105 N/m2, tentukan tekanan yang dialami benda!
Diket : h = 30 m
ρair = 500 kg/m3
Pbar = 1.105 N/m2
Dit : P … ?
Jawab : P = Pbar + Ph
= 1.105 + ρair . g . h
= 1.105 + 500 . 10 . 30
= 2,5 . 105 N/m2
6. Penampang sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder yang diameternya 12 cm dan 30 cm. Bila pengisap kecil ditekan dengan gaya 100 N, tentukan gaya yang dihasilkan pengisap besar!

Diket : d1 = 12 cm = 12 . 10-2 m
d2 = 30 cm = 30 . 10-2 m
F1 = 100 N
Dit : F2 … ?
Jawab : F1 = F2
A1 A2

100 = F2
πd12 πd22
4 4

100 = F2
d12 d22

100 = F2
(12.10-2)2 (30.10-2)2
F2 = 625 N
7. Sebuah benda berada pada kedalaman 15 m di bawah permukaan air. Jika massa air 250 kg/m3 dan tekanan atmosfer 1.105 N/m2, tentukan tekanan yang dialami benda!
Diket : h = 15 m
ρair = 1000 kg/m3
Pbar = 1.105 N/m2
Dit : P … ?
Jawab : P = Pbar + Ph
= 1.105 + ρair . g . h
= 1.105 + 250 . 10 . 15
= 4,75 . 105 N/m2