Contoh Soal Kapasitas Kalor Gas

Kalor mengalir dengan sendirinya dari suatu benda nan suhunya tinggi ke benda lain dengan suhu yang lebih rendah. Pada kala ke-18 diilustrasikan fatwa kalor sebagai gerakan zat zat alir yang disebut

kalori
. Bagaimanapun, fluida kalori tidak gayutan dideteksi.

Selanjutnya puas kala ke-19, ditemukan banyak sekali fenomena yang bekerjasama dengan kalor, sanggup dideskripsikan secara konsisten minus terbiasa memakai model zat alir. Model yang gres ini memandang kalor bekerjasama dengan kerja dan energi. Satuan kalor yang masih umum digunakan hingga dikala ini yaitu kalori.

Satu kalori didefinisikan ibarat kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan hawa 1 gram air sebesar 1
o
C. Kadang kala eceran nan digunakan yaitu kilokalori (kkal) sebab intern jumlah nan lebih raksasa, di mana 1 kkal = 1.000 kalori. Satu kilokalori (1 kkal) yaitu kalor yang dibutuhkan kerjakan menaikkan master 1 kg air sebesar 1
ozon
C.

Pendapat bahwa panas api bekerjasama dengan energi dikerjakan seterusnya oleh sejumlah jauhari puas masa 1800-an, terutama oleh koteng ilmuwan dari Inggris, James Prescott Joule (1818 – 1889). Joule melaksanakan beberapa percobaan yang penting untuk menjadwalkan pandangan bahwa panas api merupakan rancangan transfer energi. Keseleo satu bentuk percobaan Joule ditunjukkan secara sederhana ibarat pada Buram berikut ini.

Beban yang merosot mengakibatkan roda pedal bergerak. Gesekan antara air dan pit pedal mengakibatkan suhu air naik sedikit (yang bekerjsama hampir bukan terukur maka dari itu Joule). Kenaikan master nan sejajar juga sanggup diperoleh dengan memanaskan air di atas kompor.

Joule memilih bahwa sejumlah kerja tertentu yang dilakukan selalu ekivalen dengan sejumlah masukan kalor tertentu. Secara kuantitatif, kerja 4,186 joule (J) ternyata ekivalen dengan 1 kalori (kal) kalor. Nilai ini dikenal sebagai pasangan kalor mekanik.

4,186 J = 1 kal

4,186 × 103 J = 1 kkal

Kalor Tipe (c) dan Daya produksi Hangat api (C)

Apabila sejumlah kalor diberikan plong satu benda, maka suhu benda itu akan naik. Kemudian nan menjadi tanya, seberapa besar kenaikan suhu suatu benda tersebut? Plong abad

ke-18, sejumlah ilmuwan melaksanakan percobaan dan menemukan bahwa osean kalor Q nan diharapkan bikin memungkirkan suhu satu zat yang besarnya ΔT sebanding dengan massa m zat tersebut.

Pernyataan tersebut sanggup dinyakan dalam kemiripan berikut.

dengan:

Q = banyaknya kalor yang diharapkan (J)

m = massa suatu zat yang diberi kalor (kg)

c = bahang jenis zat (J/kg
udara murni
C)

ΔT =

kenaikan/perubahan suhu zat (
udara murni
C)

Dari paralelisme (1) tersebut, c yakni besaran karakteristik berpunca zat nan disebut

hangat api varietas

zat. Hangat api tipe suatu zat dinyatakan dalam satuan J/kg
o
C (asongan Sang yang sesuai) ataupun kkal/kg
o
C. Untuk air sreg temperatur 15
o
C dan tekanan tetap 1 atm, c
air

= 1 kkal/kg
o
C = 4,19 × 10
3

J/kg
o
C.

Tabel di dasar ini ogok besar kalor variasi buat beberapa zat lega suhu 20
o
C. Sampai batas tertentu, poin kalor jenis (c) mengelepai pada hawa (sebagaimana gelimbir sedikit pada tekanan), sekadar untuk perubahan suhu yang tidak terlalu besar, c seringkali dianggap konsisten.

Tabulasi Panas api Tipe (Pada Tekanan Tetap 1 atm dan Temperatur 20
ozon
C)

Buat suatu zat tertentu, contohnya zatnya berupa baskom kalorimeter ternyata akan lebih memudahkan takdirnya faktor massa (m) dan kalor spesies (c) dinyatakan sebagai satu ketunggalan. Faktor m dan c ini biasanya disebut

daya produksi panas api
, yaitu banyaknya kalor yang diharapkan untuk menaikkan master suatu zat sebesar 1
o
C.

Kapasitas bahang (C) sanggup dirumuskan perumpamaan berikut.

Dari persamaan (1) dan persamaan (2), besarnya hangat api yang diharapkan lakukan menaikkan master suatu zat yaitu sebagai berikut.

dengan:

Q = banyaknya bahang yang diharapkan (J)

m = massa satu zat yang diberi kalor (kg)

c = kalor jenis zat (J/kg
o
C)

ΔT =

kenaikan/perubahan master zat (
o
C)

C = kapasitas kalor satu zat (J/
o
C)

Contoh Cak bertanya dan Pembahasan

1. Air sebanyak 3 kg bersuhu 10
ozon
C dipanaskan hingga bersuhu 35
ozon
C. Jika hangat api jenis air 4.186 J/kg
o
C, tentukan kalor nan diserap air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 3 kg

c = 4.186 J/kg
udara murni
C

∆
T = (35

–

10)
o
C = 25
o
C

Ditanyakan: Q = …?

Jawab:

Q = mc
∆
Kaki langit

Q = 3 kg × 4.186 J/kg
o
C × 25
o
C

Q = 313.950 J

2. Air sebanyak 100 gram yang memiliki hawa 25
o
C dipanaskan dengan energi sebesar 1.000 kalori. Jika panas api jenis air 1 kal/g
o
C, tentukanlah guru air sesudah pemanasan tersebut!

Penuntasan:

Diketahui:

m = 100 gram

T
0

= 25
ozon
C

c
air

= 1 kal/g
ozon
C

Q = 1.000 kal

Jawab:

Dengan mengaryakan persamaan (3), diperoleh:

Q = mc
∆
Falak

∆
N = 10
o
C

Pergantian suhu n kepunyaan guna selisih antara guru selesai air sesudah pemanasan terhadap suhu mulanya, maupun secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Δ
T = Horizon

–

T0

10°C = T

–

25°C

Kaki langit = 35°C

Bintang sartan, temperatur radu air selepas pemanasan yaitu 35
o
C.

3. Berapa besar panas api nan diharapkan bagi memanjatkan suhu ki sebatang kacang besi yang massanya 10 kg dari 20
o
C menjadi 100
o
C, takdirnya kalor varietas besi 450 J/kg
o
C?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 10 kg

Kaki langit
1

= 20
o
C

T
2

= 100
ozon
C

c = 450 J/kg

ozon
C

Ditanyakan: Q?

Jawab:

Q = mc
∆
T

Q = mc(T
2



–

T
1
)

Q = 10 × 450 × (100

–

20)

Q = 10 × 450 × 80

Q = 360.000 J = 360 kJ

Kaprikornus, kalor yang dibutuhkan ki sebatang kacang besi tersebut sebesar 360 kJ.

4. Sebanyak 300 gram air dipanaskan pecah hawa 30
udara murni
C menjadi 50
ozon
C. Jika panas api jenis air yaitu 1 kal/g
udara murni
C ataupun 4.200 J/kg K, tentukan:

a) Banyaknya panas api nan diterima air tersebut (dalam kalori).

b) Banyaknya kalor yang diterima air tersebut (intern joule).

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 300 g = 0,3 kg

∆
T = 50
o
C

–

30
ozon
C = 20
udara murni
C

c = 1 kal/g
o
C = 4.200 J/kg K

Ditanyakan: Q dalam kalor dan joule

Jawab:

a) Menentukan kuantitas kalor dalam kalori

Q = mc
∆
N

Q = 300 g × 1 kal/g
o
C × 20
o
C

Q = 6.000 kalori

Makara, banyaknya kalor yang dipedulikan air tersebut ialah 6.000 kalori.

b) Menentukan kuantitas kalor privat joule

Q = mc
∆
Lengkung langit

Q = 0,3 kg × 4.200 J/kg K × 20



K

Q = 6.000 kalori

Q = 25.200 joule

Catatan terdepan:



perubahan hawa berasal satuan celcius dan kelvin sekelas, jadi tidak perlu melaksanakan koversi satuan terlebih habis.

Atau dengan mempekerjakan kesetaraan antara kalori dan joule diketahui bahwa:

1 kalori = 4,2 joule sehingga:

Q = 6.000 × 4,2 joule = 25.200 joule

5. Kalor yang dibutuhkan oleh 3 kg zat kerjakan memanjatkan suhunya dari 10
o
C sebatas 80
udara murni
C ialah 9,45 kJ. Berapakah kalor tipe zat tersebut?

Perampungan:

Diketahui:

m = 3 kg

∆
Falak = 80
udara murni
C

–

10
o
C = 70
o
C

Q = 9,45 kJ = 94.500 J

Ditanyakan: c

Jawab:

Makara kalor keberagaman zat tersebut yaitu 450 J/kg
o
C.

6. Air sebanyak 500 g bersuhu 20
o
C kalau diberi panas api 100 kkal, berapakah suhu air waktu ini?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 500 g = 0,5 kg

Tepi langit
0

= 20
udara murni
C

c
air

= 4.200 J/kg
ozon
C

Q = 100 kkal = 4,2 × 10
5

J

Ditanyakan: T

Jawab:

Q = mc
air
∆
Tepi langit

∆
T = T

–

T
0

Ufuk =

∆
T

–

T
0

T = 200

–

20

T = 180
o
C

Jadi, suhu air selesai yaitu 180
o
C.

7. Mayit besi bermassa 2 kg mempunyai suhu 25
o
C. Bagi memanjatkan suhunya menjadi 75
o
C dibutuhkan kalor sebesar 5

×

10
4

kal. Sekiranya suhunya dinaikkan menjadi 125
udara murni
C maka berapakah panas api yang dibutuhkan?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 2 kg = 2.000 g

∆
T
1

= 75
ozon
C

–

25
udara murni
C = 50
o
C

→

Q
1

= 5 × 10
4

kal

∆
Tepi langit
2

= 125
ozon
C

–

25
ozon
C = 100
o
C

→

Q
2

= ?

Panas api jenis benda sanggup ditentukan dari keadaan pertama.

Q
1

= mc
∆
Lengkung langit
1

5 × 10
4

= 2.000 × c × 50

5 × 10
4

= 100.000 × c

c = 5 × 10
4
/10
5

c = 5 × 10
-1

c = 0,5 kal/g
o
C

berarti kalor yang dibutuhkan kerjakan menaikkan suhu

∆
Lengkung langit
2

sebesar:

Q
2

= mc
∆
Cakrawala
2

Q
2

= 2.000 × 0,5 × 100

Q
2

= 100.000

Q
2

= 10
5

kal

Konsep kesebandingan

Bahang untuk menaikkan suhu sebanding dengan pertambahan suhunya.

Q


∆
T

Berguna sanggup diperoleh:

8. Berapakah kalori kalor nan diharapkan bikin menghangatkan 2 liter air dari 30
o
C menjadi 80
o
C kalau massa jenis air = 1 gram/cm
3

dan kalor jenis air = 1 kal/g
ozon
C?

Penyelesaian:

Diketahui:

V = 2 liter = 2 × 10
3

cm
3

∆
T = 80
ozon
C

–

30
udara murni
C = 50
o
C

ρ

= 1 g/cm
3

c = 1 kal/g
o
C

Ditanyakan: Q

Jawab:

m =

ρ

× V = 1 × 2 × 10
3

= 2 × 10
3

gram

Q = mc
∆
T

Q = (2 × 10
3

g)(1 kal/g
o
C)(50
o
C)

Q = 10
5

kalori

9. Berapakah kapasitas hangat api mulai sejak 5 kg suatu zat yang mempunyai bahang varietas 2 kal/g
o
C?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 5 kg = 5.000 g

c = 2 kal/g
o
C

Ditanyakan: C

Jawab:

C = m × c

C = 5.000 g × 2 kal/g
udara murni
C

C = 10.000 kal/
udara murni
C

10. Air nan purwa bersuhu 10
udara murni
C dipanaskan sebatas bersuhu 35
o
C. Jika kapasitas kalor air tersebut merupakan 12.558 J/
o
C, tentukan kalor yang diserap air tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

∆
Cakrawala = 35
o
C

–

10
o
C = 25
udara murni
C

C = 12.558 J/
o
C

Ditanyakan: Q

Jawab:

Bersumber persamaan (1) kita peroleh:

Q = C ×

∆
Horizon

Q = 12.558 J/
udara murni
C × 25
o
C

Q = 313.950 joule

11. Setengah besi yang mempunyai massa 3 kg, dipanaskan terbit suhu 20
o
C setakat 120
o
C. Seandainya kalor yang diserap besi sebesar 135 kJ, tentukan produktivitas kalor besi dan hangat api keberagaman besi?

Penuntasan:

Diketahui:

m = 3 kg

∆
Cakrawala = 120
o
C

–

20
o
C = 100
o
C

Q = 135 kJ = 135.000 J

Ditanyakan: C dan c

Jawab:

■



Menentukan kapasitas kalor besi:

C = 1.350 J/
o
C

■



Menentukan kalor tipe ferum:

c = 450 J/kg
o
C

12. Air yang n kepunyaan temperatur 25
o
C dipanaskan dengan energi sebesar 1.000 kalori. Seandainya kapasitas kalor air 100 kal/
o
C, tentukan guru air setelah pemanasan tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

Lengkung langit
0

= 25
o
C

Q = 1.000 kalori

C = 100 kal/
o
C

Ditanyakan: T

Jawab:

∆
Falak = 10
o
C

Perlintasan master mempunyai arti selisih antara suhu radu air sesudah pemanasan terhadap temperatur mulanya, atau secara matematis dituliskan bak berikut.

∆
Horizon = Kaki langit

–

Ufuk
0

T =

∆
T

–

T
0

T = 10oC

–

25
o
C

T = 35
o
C

Jadi, temperatur selesai air setela pemanasan yaitu 35
o
C.