ULANGAN FISIKA

Soal 1

1. Di dalam sebuah bejana yang tidak menyerap kalor terdapat air teh 60 mL dengan suhu 80 oC , kemudian ke dalam bejana tersebut ditambahkan air sebanyak 40 mL bersuhu 5 oC. Jika kalor jenis air teh sama dengan kalor jenis air tentukan suhu campuran.

2. Sebuah thermometer X menunjukan skala -10 oX untuk es yang sedang melebur dan 130 oX untuk air mendidih. Jika suhu suatu benda diukur dengan thermometer Celcius menunjukan skala 40 oC berapa derajatkah jika diukur dengan termometer X.

3. Sebuah pelat terbuat dari besi mempunyai angka muai panjang 12 x 10 -6 /oC, mula-mula luasnyanya 10 cm2 pada suhu 10 oC. Tentukan pertambahan luas pelat besi tersebut jika suhunya dinaikan sampai 60oC.

4. Sebuah kubus terbuat dari aluminium mempunyai angka muai panjang 25 x 10 -6 /oC volumenya 103 cm3 pada suhu 20 oC. Tentukan perubahan volume kubus aluminium tersebut jika suhunya dinaikan menjadi 70 oC.

5. Sebuah wadah terbuat dari aluminium berisi penuh dengan 300 mL gliserin pada suhu 20 oC. Berapakah banyaknya gliserin yang tumpah jika wadah dan isinya dipanaskan sampai suhu 110 oC ?. Koefisien muai panjang aluminium 2,55 x 10-5/ oC, dan koefisien muai volum gliserin 5,3 x 10-4/ oC.

6. Sebuah bejana baja 4 L, 95 persennya diisi alcohol pada suhu 0 oC. Sampai suhu berpakah pemanasan harus dilakukan agar volume alkohol yang tumpah 56,76 cm3 jika koefisien muai panjang baja 11 x 10-5/ oC dan koefisien muai alkohol 10 -3 /oC.

7. Tentukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air sebanyak 0,2 kg dari suhu 20 oC sehingga mencapai titik didihnya 100 oC jika kalor jenis air 4200 J/kg oC.

8. Sebuah benda memiliki kapasitas kalor 250 J/ oC. Tentukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu benda sebesar 30 oC. 9. Pada suhu berapakah penunjukan skala thermometer Celcius dengan Fahrenheit sama.10. Sebatang kawat terbuat dari baja mempunyai angka muai panjang 11 x 10 -6 /oC mula-mula panjangnya 10 cm pada suhu 10 oC. Tentukan

panjang kawat baja tersebut jika suhunya dinaikan sampai 60oC.

Soal 2

1. Tentukan perbandingan energy radiasi tiap satuan waktu tiap satuan luas permukaan dua benda hitam sempurna masing-masing bersuhu 27 oC dan 327 oC.

2. Balok es bermassa M gram bersuhu 0 oC dimasukan ke dalam air bermassa 340 gram bersuhu 20 oC yang ditempatkan pada bejana khusus. Anggap bejana tidak menyerap/melepaskan kalor. Jika Les = 80 kal/gr , Cair = 1 kal/gr oC dan kesetimbangan termal dicapai pada suhu 5 oC. Tentukan massa es!

3. Dua batang P dan Q ukurannya sama tetapi dari bahan yang berbeda, salah satu ujung bebas batang P bersuhu 90 oC dihubungkan dengan salah satu ujung batang Q yang suhunya 0 oC. Jika koefisien konduksi termal batang P sama dengan 2 kali batang Q maka tentukan suhu sambungan!

4. Balok es bermassa 50 gram dengan suhu 0 oC dicelupkan pada 200 gram air bersuhu 30 oC yang diletakan dalam wadah khusus. Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika kalor jenis air 1 kal/gr oC dan kalor lebur es 80 kal/gr. Tentukan suhu akhir campuran!

5. Tentukan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 0,4 kg es dari -20 oC hingga seluruhnya menjadi air bersuhu 20 oC. Diketahui kalor jenis es 2100 J/kg oC , kalor lebur es 3,36 x 105 J/kg dan kalor jenis air 4200 J/kg oC.

6. Seratus gram es bersuhu 0 oC dimasukan kedalam bejana tembaga yang mempunyai kapasitas kalor 580 J/oC dan suhunya 60 oC. Jika bejana hanya memindahkan kalor ke dalam es maka tentukan suhu akhir kesetimbangan bejana dan es.

7. Dua batang logam A dan B dari bahan yang sama mempunyai perbandingan luas penampan 2 : 1 sedangkan panjangnya 4 : 3. Bila beda suhu ujung-ujung kedua batang sama, tentukan perbandingan laju perambatan kalor pada logam A dan B.

8. A gram es suhunya -10 oC dicampur dengan B gram air bersuhu 20 oC. Jika suhu akhir campuran 5 oC , kalor jenis es 0,5 kal/gr oC, kalor lebur es 80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/gr oC. Tentukan perbandingan A/B.

9. Campuran es dan air dengan 320 gram pada suhu 0 oC berada dalam bejana yang kapasitas kalornya diabaikan. Kemudian dimasukan 79 gram uap air pada 100 oC ke dalam bejana tersebut. Suhu akhir menjadi 79 oC. Jika kalor lebur es 79 kal/gr, kalor jenis air 1 kal/gr oC, dan kalor penguapan 540 kal/gr oC. Tentukan banyaknya air mula-mula dalam gram.

10. Batang baja dan kuningan ukurannya sama, salah satu ujung bebas batang baja bersuhu 250 oC dihubungkan dengan salah satu ujung batang kuningan yang suhunya 100 oC. Jika koefisien konduksi termal batang baja dan kuningan masing-masing 0,12 kal/cm s oC dan 0,24 kal/cm s oC. Tentukan suhu sambungan!

Soal 31. Tiga buah hambatan 3 Ω, 2 Ω, 6 Ω disusun parallel kemudian dipasang pada sumber tegangan, ternyata kuat arus yang keluar dari

elemen 3 A. Jika hambatan-hambatan tersebut di atas disusun secara seri dan dipasang pada elemen yang sama ternyata arus yang keluar 0,5 A. Tentukan a. besarnya ggl b. hambatan dalam elemen

2. Dua buah hambatan R1 dan R2 dipasang seri hambatan totalnya 100 Ω. Tetapi jika dipasang paralel hambatan totalnya 16 Ω maka tentukan nilai R1 dan R2

3. Dua buah resistor dihubungkan seri dengan sumber tegangan 110 V menggunakan seperempat daya yang digunakan bila keduanya dihubungkan paralel. Jika salah satu resistor bernilai 2,2 kΩ tentukan nilai resistor yang lain.

4. Jika arus 4 amper mengalir dalam kawat yang ujung-ujungnya berselisih potensial 12 V selama 8 detik maka tentukan banyaknya electron yang mengalir melalui penghantar tersebut ( 1 e = 1,6 x 10-19 C ).

5. Sebuah ketel listrik yang memiliki daya 3 kW dan berisi 2 L air bersuhu 20 0C dialiri arus listrik selama 15 menit. Jika kalor jenis air 4200 J/kg 0C, kalor penguapan air 2300 x kJ/kg dan dinding ketel dianggap tidak menyerap kalor, maka tentukan sisa air yang berada daam ketel.

6. Dua kawat terbuat dari bahan yang sama. Jika panjang kawat kedua 2 kali panjang kawat pertama dan diameter kawat kedua sama dengan setengah kali diameter kawat pertama. Jika hambatan kawat pertama 10 Ω tentukan hambatan kawat kedua.

7. Sebuah kawat ujung-ujungnya dihubungkan dengan sumber tegangan 10 V pada suhu 20 0C sebesar 0,4212 A dan selanujutnya kawat di tempatkan di lingkungan yang baru yang suhunya tidak diketahui ternyata arus yang mengalir pada kawat menjadi 0,3618 A. Jika koefisien suhu kawat 0,0039 tentukan berapa suhu lingkungan tersebut.

8. Dalam sebuah rumah terdapat 5 buah lampu 40W/220, 3 buah lampu 100W/220V, 1 buah TV 80W/220, pemanas listrik 60W/220V. Setiap harinya peralatan listrik tersebut dinyalakan selama 5 jam. Hitunglah biaya yang harus dibayar untuk bulan April ( 1 bulan = 30 hari ) jika harga 1 kWh = Rp 300.

9. Tentukan besarnya arus yang mengalir tiap hambatan dan tegangan masing-masing hambatan berdasarkan rangkaian listrik di bawah ini jika R1 = R2 = R3 = R5 = R6 = R7 = R8 = R9 = R10 = 1 Ω. R6 R9 R7 R5 R8 R10 R1 14 V R2 R3

10. Tentukan arus dan tegangan listrk tiap hambatan pada rangkaian listrik berikut jika R1 = R2 = R3 = R5 = R6 = R7 = R8 = R9 = R10 = r = 1 Ω .

R6 R9 R7 R5 R10 R8

16 V R1 r R2 R3