Remedi Fisika (2)

XI MIPA 1 46

BAB 4 ∆P = 1/2 × 500 × (42 – 102) + 500 × 10 × 2
FLUIDA DINAMIS = 1/2 × 500 × (–84) + 500 × 10 × 2
= –21.000 + 10.000 = –11.000 Pa = –11 kPa
1. Perhatikan aliran fluida melalui pipa (tanda negatif menunjukkan pemisalan arah
berikut ini! gerak fluida yang berlawanan)
Jadi, perbedaan tekanan antara kedua
penampang adalah 11 kPa.

2. Perhatikan gambar berikut!⁸

Jika massa jenis fluida 500 kg/m3 maka

perbedaan tekanan antara kedua penampang

adalah ….

A. 32 kPa

B. 31 kPa

C. 27 kPa Posisi pipa besar adalah 5 m di atas tanah
dan pipa kecil 1 m di atas tanah. Kecepatan
D. 21 kPa aliran air pada pipa besar adalah 36 km/jam
dengan tekanan 9,1×105 Pa, sedangkan
E. 11 kPa tekanan di pipa yang kecil 2×105 Pa. Besar
kecepatan air pada pipa kecil adalah ….
Jawaban: E (massa jenis air = 103 kg/m3 dan percepatan
gravitasi = 10 m/s2)
Pembahasan: A. 10 m/s
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada B. 20 m/s
soal dapat diperoleh informasi-informasi C. 30 m/s
seperti berikut. D. 40 m/s
E. 50 m/s
 massa jenis fluida: ρ = 500 kg/m3
 Kecepatan air memasuki pipa: v1 = 4 Jawaban: D
Pembahasan:
m/s Diketahui:
 Kecepatan air keluar pipa: v2 = 10 m/s
 Perbedaan ketinggian pipa: h1 – h2 = 2  Ketinggian pipa besar: h1 = 5 m
 Ketinggian pipa kecil: h2 = 1 m
m  Kecepatan aliran air pada pipa besar:
Menghitung maka perbedaan tekanan antara
kedua penampang: v1 = 36 km/jam = 10 m/s
P1 + 1/2⋅ρ⋅v12 + ρ⋅g⋅h1 = P2 + 1/2⋅ρ⋅v22 +
ρ⋅g⋅h2
P1 – P2 = 1/2⋅ρ(v12 – v22) + ρ⋅g(h1 – h2)
∆P = 1/2×ρ(v12 – v22) + ρ×g(h1 – h2)

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 47

 Tekanan air pada pipa besar: P1 = 9,1 E. 107,5 kPa
× 105 Pa
Jawaban: D
 Tekanan di pipa yang kecil: P2 = 2
× 105 Pa Pembahasan:

 Massa jenis air = 103 kg/m3 Berdasarkan keterangan yang diberikan pada
Menghitung kecepatan air pada pipa kecil: soal dapat diperoleh informasi-informasi
P1 + 1/2⋅ρ⋅v12 + ρ⋅g⋅h1 = P2 + 1/2⋅ρ⋅v22 + seperti berikut.
ρ⋅g⋅h2
⇨ 9,1×105 + 1/2×103×102 + 103×10×5 =  Tekapan pada pipa bagian bawah (I):
2×105 + 1/2×103×v22 + 103×10×1 P1 = 120 kPa
⇨ 9,1×105 + 0,5×105 + 0,5×105 = 2×105 +
500v22 + 0,1×105  Kecepatan aliran air pada pipa bawah:
500v22 = 9,1×105 – 2×105 + 0,5×105 + 0,50 v1 = 1 m/s
×105 – 0,1×105
500v22 = 8×105  Jari-jari pipa bawah (I): r1 = 12 cm =
v22 = 800.000/500 0,12 m
v22 = 1.600 → v2 = 40 m/s
Jadi, besar kecepatan air pada pipa kecil  Jari-jari pipa atas (II): r2 = 6 cm = 0,06
adalah 40 m/s. m

3.  Percepatan gravitasi: g = 10 m/s2
 Massa jenis air: ρair = 1.000 kg/m3
Pada gambar, air dipompa dengan tekanan  Perbedaan ketinggian pipa I dan II: ∆h
bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian
bawah (1) dan mengalirkan ke atas dengan = h2 – h1 = 2 m
kecepatan 1 m/s. tekanan air pada pipa Menentukan besar kecepatan aliran air pada
bagian atas adalah... (g = 10 m/s² dan massa pipa bagian atas/pipa II (v2):
jenis air = 1.000kg/m³) Menentukan besar kecepatan aliran air pada
A. 52,5 kPa pipa bagian atas/pipa II (v2):
B. 67,5 kPa A1⋅ v1 = A2⋅v2
C. 80,0 kPa (πr12) × v1 = (πr22) × v2
D. 92, 5 kPa r12 × v1 = r22 × v2
0,122 × 1 = 0,062 × v2
Bab 4 | Fluida Dinamis 0,0144 = 0,0036v2
v2 = 0,0144/0,0036 = 4 m/s
Menghitung tekanan air pada pipa bagian
atas (P2):
P1 + 1/2⋅ρ⋅v12 + ρ⋅g⋅h1 = P2 + 1/2⋅ρ⋅v22 +
ρ⋅g⋅h2
P1 – P2 = 1/2ρ(v22 – v12) + ρg(h2 – h1)

XI MIPA 1 48

120 kPa – P2 = 1/2× 1. 000 × (42 – 12) +  h1 = 0
1.000 × 10 × 2
120.000 Pa – P2 = 27.500 Pa  h2 = 60 cm = 0,6 m
P2 = 120.000 Pa – 27.500 Pa
P2 = 92.500 Pa = 92,5 kPa  v1 = 2 m/s
 g = 10 m/s2
Jadi, tekanan air pada pipa bagian atas
adalah 92,5 kPa.  P1 = 40 Kpa = 40.000 pa
 ρair = 1000 kg/m3
4.
Hitung terlebih dahulu kecepatan air pada
Sebuah pipa berbentuk seperti gambar
dialiri air. pipa kecil dengan menggunakan persamaan

Luas penampang besar 10 cm2 dan kontinuitas sebagai berikut.
penampang kecil 5 cm2. Apabila → A1 . v1 = A2 . v2
kecepatan aliran air pada pipa besar 2 → 10 . 2 = 5 . v2
m/s dengan tekanan 40 Kpa, maka → v2 = 20 / 5 = 4 m/s
tekanan pada pipa kecil adalah…(ρair =
1000 kg/m3) Selanjutnya, untuk menentukan P2 kita
A. 8 kpa
B. 12 kpa gunakan Hukum Bernoulli sebagai berikut:
C. 28 kpa → P1 + ρgh1 + 1/2 ρv12 = P2 + ρgh2 + 1/2
D. 34 kpa ρv22
E. 38 kpa → 40 Kpa + 1000 . 10 . 0 + 1/2 . 1000 . 22 =
P2 + 1000 . 10 . 0,6 + 1/2 . 1000 . 42
jawaban C → 40.000 + 2000 = P2 + 6000 + 8000
Pembahasan → P2 = 42.000 – 14.000 = 28.000 pa = 28
diketahui:
 A1 = 10 cm2 Kpa
 A2 = 5 cm2
5. Perhatikan besaran-besaran berikut!
Bab 4 | Fluida Dinamis (1.)Jari-jari pipa
(2.)Ketinggian pipa
(3.)Kecepatan aliran dalam pipa
(4.)Tekanan pipa
(5.)Debit air

Hukum Bernoulli dipengaruhi oleh
besaran-besaran yang terdapat pada
angka...
A.(1),(3), dan (5)
B.(1),(2), dan (5)
C.(2),(3), dan (4)
D.(2),(3), dan (5)
E.(3),(4), dan (5)

XI MIPA 1 49

Jawaban C 7. Dua pipa yang terhubung memiliki luas
Pembahasan penampang yang berbeda. Bila terdapat air
Hukum Bernoulli menyatakan hubungan yang melewati pipa tersebut maka
besaran fluida pada pipa antara kecepatan pada penampang 1 sebesar
tekanan,ketinggian, dan laju dinamika. 3 m/s dengan P1 = 12300 Pa, sedangkan
bila melewati penampang 2 kecepatan
6. Sebuah penampung air yang cukup besar airnya sebesar 0.75 m/s. penampang 2 1,2
memiliki ketinggian permukaan air 70 cm m lebih tinggi dibandingkan penampang 1.
dari dasar penampung air. Ternyata Besar tekanan pada penampang 2 adalah...
penampung air tersebut memiliki lubang
pada dasarnya karena sudah termakan usia. A.3.500
Maka besar kecepatan aliran air pada B.4.080
lubang tersebut adalah.... C.4.150
D.5.000
A.3,72 E.6.020
B.3,73 Jawaban B
C.3,74 Penyelesaian
D.3,75 Diketahui :
E.3,76  v1 = 3 m/s
Jawaban C  P1 = 12300 Pa
Penyelesaian  v2 = 0.75 m/s
Diketahui :  h2 = 1.2 m
h1 = 70 cm = 0,7 m  g = 9,8m/s2
P1 = P2 ; v1 = 0 Jawab
ρair = 1000 Kg/m3 P1 + 1/2ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2
g = 10 m/s2 12300 Pa + ½(1000)(3)2 + 0 = P2 +
Ditanya: v2 = ? ½(1000)(0,75)2 + (1000)(9,8)(1,2)
Jawab P2 = 12300 Pa + ½(1000)(3)2 –
P1 + 1/2ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2 ½(1000)(0,75)2 – (1000)(9,8)(1,2)
P1 + 0 + ρ.g(0.7m) = P2 + 1/2ρv22 + 0 P2 = 4.080 Pa
ρ.g(0.7m) = 1/2ρv22
10.(0.7m) = 1/2v22 8. Diketahui sebuah penampung air yang
berlubang pada bagian dasarnya memiliki
v2 = 3,74 m/s ketinggian permukaan air sebesar 120 cm
dari dasar penampung. Maka kecepatan
Bab 4 | Fluida Dinamis aliran air pada lubang tersebut sebesar...

A.4,85
B.4,86

XI MIPA 1 50

C.4,87 +0 Jawaban C
D.4,88 Pembahasan:
E.4,89 Berdasarkan soal dapat diketahui
Jawaban E A1 = 10 cm2
Penyelesaian A2 = 4 cm2
a). p1 = p2 v2 = 4 m/s
air = 100 kg/m^3 untuk menentukan kecepatan pada
g = 10 m/s^2 penampang 1 dengan menerapkan
h1 = 120 cm (1,2 meter) persamaan kontinuitas seperti berikut
v1 = 0 ini
b). A1 v1 = A2 v2
10 . v1 = 4 . 4
P1 + 0 + (1,2) = P2 + v1 = 1,6 m/s
Jadi kecepatan zat cair pada
10. (1,2) = penampang 1 adalah 1,6 m/s

v2 = 4,89 m/s. 11. Cairan mengalir melalui pipa
Jadi, kecepatan aliran air pada lubang berdiameter 5 cm pada kelajuan 4 m/s. ada
penampang air tersebut adalah 4,89 m/s. penyempitan dengan diameter 2 cm dalam
saluran pipa. Kecepatan cairan dalam
9. Suatu zat cair dialirkan melalui pipa penyempitan itu adalah ....
seperti tampak pada gambar di samping. A. 0,64 m/s
Jika luas penampang A1 = 10 cm2, A2 = 4 B. 1,6 m/s
cm2, dan laju zat cair v2 = 4 m/s, C. 10 m/s
besar v1 adalah .... D. 25 m/s
A. 0,6 m/s E. 50 m/s
B. 1,0 m/s
C. 1,6 m/s Jawaban D
D. 2,0 m/s Pembahasan:
E. 2,4 m/s Berdasarkan soal dapat diketahui
d1 = 5 cm
Bab 4 | Fluida Dinamis d2 = 2 cm
v1 = 4 m/s
untuk menentukan kecepatan pada
penampang 1 dengan menerapkan
persamaan kontinuitas seperti berikut
ini

XI MIPA 1 51

A1 v1 = A2 v2 pada Jadi volume zat cair yang keluar dari
¼ πd12 v1 = ¼ πd22 v2 keran selama 5 menit adalah 9,24 m3
d12 v1 = d22 v2
52 . 4 = 22. v2 13. Seorang anak mengisi sebuah ember
25 . 4 = 4 . v2 yang memiliki volume 0,019 m3 dengan
menggunakan keran yang memiliki diameter
v2 = 25 m/s 0,008 m. apabila air keluar dari keran
Jadi kecepatan zat cair dengan laju tetap 0,61 m/s. maka waktu
yang diperlukan untuk memenuhi ember
penampang 1 adalah 25 m/s tersebut adalah ....
A. 5,16 menit
12. Sebuah pipa dengan luas penampang B. 10,55 menit
616 cm2 dipasangi keran berjari – jari 3,5 C. 15,45 menit
cm di salah satu ujungnya. Jika kecepatan D. 17,90 menit
zat cair di pipa adalah 0,5 m/s, dalam waktu E. 20,66 menit
5 menit volume zat cair yang keluar dari
keran adalah .... m3 Jawaban B
A. 10,2 Pembahasan:
B. 9,24 Berdasarkan soal dapat diketahui
C. 8,29 V = 0,019 m3
D. 6,72 d = 0,008 m
E. 5,2 v = 0,61 m/s
t ... ?
Jawaban B untuk menyelesaikan permasalahan
Pembahasan: ini dapat digunakan persamaan
A1 = 616 cm2 = 0,0616 m2 kontinuitas sebagai berikut
r2 = 3,5 cm V/t = A v
v1 = 0,5 m/s V/t = ¼ πd2 v
t = 5 menit = 300 s 0,019/t = ¼ 3,14 (0,008)2 (0,61)
V ... ? 0,019/t = 0,00003
Berdasarkan persamaan kontinuitas 0,019/0,00003 = t
V/t = A . v, dimana A1 v1 = A2 v2 633,3 s = t
Jadi persamaan di atas dapat kita 10,55 menit = t
tuliskan Jadi waktu yang diperlukan untuk
V/t = A1 v1 memenuhi ember tersebut adalah
V = A1 v1 t 10,55 menit
V = 0,0616 . 0,5 . 300
V = 9,24 m3

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 52

80Q = 1
Q = 0,0125 m3/s
Q = 12,5 L/s
Jadi debit air pada kincir air adalah
12,5 L/s

14. Pada gambar di samping, G adalah 15. Sebuah pipa air memiliki ujung-ujung
generator 1.000 W yang digerakkan dengan
kincir air. generator hanya menerima energi yang berbeda luas penampangnya. Luas
sebesar 80% dari energi air. jika generator
dapat bekerja normal, debit air yang sampai penampang ujung b setengah kali luas
ke kincir adalah ....
A. 12,5 L/s penampang ujung a. Air masuk melalui
B. 22,0 L/s
C. 27,5 L/s ujung a sebanyak 1 liter/s dengan kelajuan
D. 125 L/s
E. 150 L/s 10 cm/s. jika di tengah pipa terdapat

Jawaban A kebocoran sebanyak 50 cc tiap sekon, air
Pembahasan:
berdasarkan soal dapat diketahui keluar dari ujung b dengan kelajuan sebesar
h = 10 m
P = 1.000 W ....
η = 80%
Q ... ? A. 20 cm/s
Ketika air turun ke generator terjadi
perubahan energi dari energi B. 19 cm/s
potensial ke energi listrik dengan
efisiensi sebesar 80%, sehingga C. 18 cm/s
secara matematis dapat ditulis
η = (output/input) x 100% D. 17 cm/s
η = (Wlis/ EP) x 100%
η = (P t/ mgh) x 100% ⇒ m = ρV E. 16 cm/s
η = (P t/ ρVgh) ⇒ Q = V/t
η = (P / ρQgh) Jawaban B
η ρQgh = P
80% . 1000 . Q . 10 . 10 = 1000 Pembahasan:

Bab 4 | Fluida Dinamis Berdasarkan soal dapat diketahui

Ab = ½ Aa
Qa = 1 liter/s = 1000 cm3/s

va = 10 cm/s
Qbocor = 50 cc (cm3)/s

vb = ... ?

kita dapat menentukan luas

penampang a dengan cara

Qa = va Aa

1000 = 10 Aa
100 cm2 = Aa

Sehingga luas penampang b adalah
Ab = ½ Aa

XI MIPA 1 53

Ab = ½ 100 persamaan hukum Bernoulli sebagai
Ab = 50 cm2
berikut

P1 + ½ ρv12 + ρgh1 = P2 + ½ ρv22 +

berdasarkan konsep kontinuitas kita ρgh2

dapat menuliskan P1 + ½ ρv12 = P2 + ½ ρv22

Qa = Qb + Qbocor P1 - P2 = ½ ρv22 – ½ ρv12
ΔP = ½ ρ(v22 – v12)
Qa = Ab vb + Qbocor 2800 = ½ ρ (52 –
32)
1000 = 50 . vb + 50

950 = 50 vb 2800 = ½ ρ (25 – 9)

vb = 19 cm/s 2800 = ½ ρ 16

2800 = 8ρ

16. Sebuah cairan mengalir melewati pipa ρ = 350 kg/m3
mendatar yang luas penampangnya makin
mengecil. Pada ujung pipa yang besar air jadi kerapatan cairan yang mengalir
memiliki kelajuan 3,0 m/s dan kelajuan air adalah 350 kg/m3
di ujung pipa kecil adalah 5,0 m/s. jika beda
tekanan antara kedua ujung pipa adalah 2,8 17. Suatu fluida tak termampatkan dengan
kPa, maka kerapatan cairan yang mengalir massa jenis ρ mengalir melalui suatu pipa
dalam pipa adalah .... kg/m3 mendatar dengan jari-jari r, kemudian
A. 350 melewati suatu penyempitan dengan jari-
B. 450 jari r/2. Jika fluida memiliki tekanan P0 dan
C. 550 kecepatan v0 sebelum penyempitan, tekanan
D. 650 dalam bagian yang menyempit adalah ....
E. 750
A. P0 – 15/2 ρv02
Pembahasan: B. P0 – 3/2 ρv02
Jawaban A
Berdasarkan soal kita dapat C. P0/4
mengetahui D. P0 – 3/4 ρv02
v1 = 3,0 m/s E. P0 – 15/4 ρv02
v2 = 5,0 m/s
ΔP = 2,8 kPa = 2800 Pa Jawaban A
ρ ... ?
h1 = h2 (karena posisi pipa mendatar) Pembahasan:

kita dapat menentukan massa jenis Berdasarkan soal dapat diketahui
zat cair, dengan menggunakan Massa jenis = ρ

Bab 4 | Fluida Dinamis r1 = r

v1 = v0

P1 = P0

r2 = r/2

XI MIPA 1 54

h1 = h2 (karena pipa mendatar) D. P1 > P2, maka v1 > v2
E. P1 = P2, maka v1 = v2
P2 ... ? (tekanan dalam penyempitan)

Pertama-tama kita perlu menentukan Pembahasan:

kecepatan fluida ketika dalam Kecepatan berbanding terbalik
sehingga
penyempitan dengan menggunakan dengan tekanan
V1
asas kontinuitas sebagai berikut V2 >

A1 v1 = A2 v2 P2 < P1
πr12 v1 = πr22 v2
r12 v1 = r22 v2 19. Air mengalir dalam sebuah venturimeter
r2 v0 = (r/2)2 v2 dengan manometer. Luas penampang pipa
r2 v0 = r2/4 v2 besar 100 cm2 dan luas penampang pipa
kecil 20 cm2. Jika perbedaan tinggi raksa
4v0 = v2 pada manometer 5 cm maka kecepatan air
yang masuk melalui penampang kecil adalah
Berdasarkan hukum bernoulli, kita .... (g = 10 m/s2, ρair = 1000 kg/m3, ρraksa =
13.600 kg/m3)
dapat menuliskan
A. 2,28 m/s
P1 + ½ ρv12 + ρgh1 = P2 + ½ ρv22 + B. 3,62 m/s
C. 4,52 m/s
ρgh2 D. 5,24 m/s
E. 6,77 m/s
P0 + ½ ρv02 = P2 + ½ ρ(4v0)2
Jawaban B
P0 + ½ ρv02 = P2 + 8ρv02 Pembahasan:
Berdasarkan soal dapat diketahui
P0 + ½ ρv02 - 8ρv02 = P2 A1 = 100 cm2
A2 = 20 cm2
P0 – 15/2 ρv02 = P2 h = 5 cm = 0,05 m
g = 10 m/s2
18. Ketika batang penghisap M ditekan, ρair = 1000 kg/m3
ρraksa = 13.600 kg/m3
udara dipaksa keluar dari tabung pompa v2 ... ?
Untuk venturimeter dengan
dengan kecepatan v melalui lubang pada manometer dapat diilustrasikan
sebagai berikut
ujungnya. P menyatakan tekanan

dan v menyatakan kecepatan alir cairan obat

nyamuk, maka pernyataan yang benar dari

prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut

adalah ....

A. P1 < P2, maka v1 < v2

B. P1 > P2, maka v1 < v2

C. P1 < P2, maka v1 > v2

Bab 4 | Fluida Dinamis

Pada dasarnya untuk menganalisis XI MIPA 1 55
venturimeter dengan manometer
seperti gambar di atas sama dengan PA = PB
sebelumnya yakni dengan P1 + ρAgy1 = P2 + ρAgy2 + ρCgh
menggunakan konsep hukum P1 – P2 = ρCgh + ρAgy2 - ρAgy1
bernoulli, tekanan hidrostatis, dan P1 – P2 = ρCgh + ρAg(y2-y1)
persamaan kontinuitas hanya yang
membedakan pada jenis venturimeter Perhatikan bahwa
ini menggunkan dua fluida yakni Air y1 – y2 = h, sehingga
(pada bagian atas) dan zat cair y2 – y1 = -h
tertentu (pada manometer). P1 – P2 = ρCgh - ρAgh
hukum Bernoulli P1 – P2 = (ρC - ρA)gh
P1 + ½ ρAv12 + ρAgh1 = P2 + ½
ρAv22 + ρAgh2 Maka kita dapat menuliskan
Dimana persamaan hukum bernoullinya
h1 = h2 (ketinggian titik 1 dan titik 2 menjadi
diukur dari dasar adalah sama besar) (ρC - ρA)gh = ½ ρA(v22 - v12)
sehingga persamaan bernoullinya 2(ρC - ρA)gh = ρA (v22 - v12) ... (1)
menjadi
P1 + ½ ρAv12 = P2 + ½ ρAv22 Persamaan kontinuitas
P1 - P2 = ½ ρA(v22 - v12) Untuk menentukan kecepatan aliran
Tekanan hidrostatis fluida (v1 atau v2) kita dapat
Perhatikan a dan titik b, karena menggunakan persamaan kontinuitas
kedua titik berada dalam satu garis sebagai berikut
lurus, maka keduanya memiliki A1 v1 = A2 v2 ... (2)
tekanan hidrostatis yang sama Tergantung pada soal, kecepatan
dengan tekanan pada masing-masing mana yang akan dicari
titik adalah Sebenarnya Dengan menggunakan
PA = P1 + ρAgy1 kedua persamaan di atas, kita dapat
PB = P2 + ρAgy2 + ρCgh menemukan persamaan matematis
untuk masing-masing kecepatan,
Maka dapat kita tulis akan tetapi bentuk persamaannya
rumit (bisa dilihat pada buku paket),
Bab 4 | Fluida Dinamis sehingga saya memilih tidak
menurunkannya saya hanya akan
menggunakan kedua persamaan
dasar di atas.
Karena yang akan ditentukan adalah
kecepatan pada penampang

XI MIPA 1 56

kecil (v2), maka kita dapat  Q = 0,0016π m2 . 4 m/s =
menggunakan persamaan (2) untuk 0,0064 m3/s
menentukan kecepatan pada  Q = 6,4 . 10-3 m3/s
penampang besar (v1) sebagai berikut
A1 v1 = A2 v2 21. Debit air yang keluar dari pipa yang luas
100 v1 = 20 v2 penampangnya 4 cm2 sebesar 100 cm3/s.
v1 = 1/5 v2
substitusikan hasil di atas pada Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut
persamaan (1)
2(ρC - ρA)gh = ρA (v22 - v12) adalah …
2 .(13600 –1000). 10 . 0,05 = 1000
(v22 – (1/5 v2)2) A. 25 m/s
12600 = 1000 (v22 – 1/25 v22)
12600 = 1000 (24/25 v22) B. 2,5 m/s
12600 = 960 v22
13,125 = vv22 C. 0,25 m/s
v2 = 3,62 m/s
jadi kecepatan fluida pada D. 4 m/s
penampang kecil adalah 3,62 m/s
E. 0,4 m/s
20. Minyak mengalir melalui pipa
berdiameter 8 cm dengan kecepatan 4 m/s. Jawaban C
Kecepatan alir minyak adalah …m3/s.
A. 3,2π . 10-3 Pembahasan
B. 6,4π . 10-3 →Q=A.v
C. 1,28π . 10-2 →v=
D. 2,54π . 10-2
E. 6,4π . 10-2 Q

Jawaban B A
Pembahasan
Diketahui: →v=
 A = πr2 = π (0,04 m)2 = 100 cm3/s
0,0016π m2 4 cm2
 v = 4 m/s = 25 cm/s = 0,25 m/s
Cara menghitung kecepatan alir minyak
(debitminyak) sebagai berikut. 22. Sebuah pipa air luas penampangnya =
 Q=A.v 0,5 cm2. Jika kecepatan aliran air = 1 m/s,

Bab 4 | Fluida Dinamis volume air yang keluar selama 5 menit
adalah …
A. 0,015 m3
B. 0,15 m3
C. 1,5 m3
D. 15 m3
E. 150 m3

Jawaban A

Pembahasan

Diketahui:
 A = 0,5 x 10-4 m2

XI MIPA 1 57

 v = 1 m/s dengan  v2 = 2000/25 cm/s = 80 cm/s
 t = 5 menit = 300 s v
Cara menghitung volume air 24. Pipa besar luas penampangnya 5
menggunakan rumus dibawah ini. cm2 ujungnya mempunyai kran luasnya 0,5
→ cm2. Kecepatan zat cair yang mengalir pada
V pipa yang besar 4 m/s. Dalam waktu 10
t menit zat cair yang keluar dari kran adalah
=A. …
A. 0,02 m3
→V=A.v.t B. 2 m3
→ V = 0,5 x 10-4 m2 . 1 m/s . 300 s = 0,015 C. 0,12 m3
m3 D. 1,2 m3
E. 12 m3
23. Air mengalir dalam pipa dari penampang Jawaban D
Pembahasan
besar menuju ke penampang kecil dengan Hitung dahulu kecepatan air pada kran (v2)
dengan menggunakan rumus persamaan
cepat aliran 10 cm/s. Jika luas penampang kontinuitas dibawah ini.
besar 200 cm2 dan luas penampang kecil 25
cm2, maka air keluar dari penampang kecil  A1 . v1 = A2 . v2
dengan kecepatan …  5 cm2 . 4 m/s = 0,5 cm2 . v2
 20 cm2 m/s = 0,5 cm2 . v2
A. 10 cm/s  v2 = 20/0,5 m/s = 40 m/s
Cara menghitung volume air yang keluar
B. 22,5 cm/s dari kran menggunakan rumus debit
dibawah ini.
C. 80 cm/s →
V
D. 200 cm/s t
=A.v
E. 400 cm/s
→V=A.v.t
Jawaban C → V = 0,5 x 10-4 m2 . 40 m/s . 600 s = 1,2
m3
Pembahasan
25. Sebuah bak berisi air setinggi 10 m,
Diketahui: A1 = 200 cm2 ternyata pada bagian bawah samping bocor.
A2 = 125 cm2



 v1 = 10 cm/s

Untuk mencari v2 dengan menggunakan

rumus persamaan kontinuitas sebagai

berikut.

 A1 . v1 = A2 . v2
 200 cm2 . 10 cm/s = 25 cm2 .

v2
 2000 cm3/s = 25 cm2 . v2

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 58

Jika g = 9,8 m/s2, maka kecepatan air yang → x1 = 2 √12 cm
keluar dari kebocoran tersebut adalah … → x2 = 2 √h1 . h2
A. 14 cm/detik → x2 = 2 √6 cm . 2 cm
B. 140 cm/detik → x2 = 2 √12 cm
C. 1400 cm/detik Jadi x1 : x2 = 2 √ 12 : 2 √ 12 = 1 : 1.
D. 140 m/detik
E. 14000 cm/detik 27. Pada bagian bawah sebuah tangki air
Jawaban C terdapat lubang sehingga air memancar
Pembahasan keluar membentuk sudut 60o seperti terlihat
pada gambar. Jarak pancar air x = 80 √ 3
 v = √ 2gh
 v = √ 2 . 9,8 . 10 m/s cm, untuk g = 10 m/s2, tinggi air (h) dalam
 v = √ 196 m/s = 14 m/s tangki adalah …
 v = 1400 cm/s A. 20 cm
B. 40 cm
26. Fluida memancur melalui lubang kecil C. 60 cm
pada dinding bak (lihat gambar). D. 80 cm
E. 100 cm
Perbandingan lokasi pancuran air mengenai Jawaban D
tanah dari titik C untuk pancuran dari lubang Pembahasan
A dan B yaitu x1 : x2 adalah … →x=
A. 3 : 2 vo2 . sin 2α
B. 2 : 3 g
C. 1 : 3
D. 1 : 2 → 0,8 √ 3 m =
E. 1 : 1 vo2 . sin 2 . 60o
Jawaban E 10 m/s2
Pembahasan
→ x1 = 2 √h1 . h2 → 8 √ 3 m2/s2 = vo2 .
→ x1 = 2 √2 cm . 6 cm

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 59

1 penampang di titik manapun selama
masih satu aliran.
2 29. Pipa air berdiameter 5 inci disambung
√3 dengan pipa air berdiameter 3 inci. Jika
→ vo2 = 16 m2/s2 kecepatan air dalam pipa 3 inci adalah 7,5
→ vo = √ 16 m/s = 4 m/s m/s, maka kecepatan aliran air dalam pipa 5
inci adalah . . .
Cara menghitung tinggi air dengan rumus
A. 2,70 m/s
dibawah ini. v = √ 2gh B. 4,50 m/s
2gh = v2 C. 12,5 m/s
 2 . 10 m/s2 . h = (4 m/s)2 D. 20,8 m/s
 20 m/s2 . h = 16 m2/s2 E. 25,0 m/s
 Jawaban B
 Pembahasan
A1.v1 = A2.v2
 h = 16/20 m = 0,8 m 5.v1 = 3.(7,5)
v1 = 4,50 m/s
 h = 80 cm *Adakalanya kita tidak perlu
mengubah satuan ke SI jika memang
28. Perhatikan pernyataan-pernyataan pada persamaan perkalian ruas kiri-
berikut! kanan terdapat besaran yang sama.
Kita tinggal mencoretnya dan hilang.
(1) Kecepatan fluida di A > B Pastikan ruas kiri-kanan habis.
(2) Kecepatan fluida di A = B Misal, 5 inci/3 inci = 5/3 tanpa
(3) Debit di A > B satuan.
(4) Debit di A = B
Jika fluida ideal mengalir seperti pada 30. Zat cair dialirkan melalui pipa seperti
gambar, maka pernyataan yang benar tampak pada gambar berikut. Luas
ditunjukkan oleh nomo penampang 1 dan 2 berturut-turut adalah 10
Jika fluida ideal mengalir seperti pada cm2 dan 4 cm2. Jika laju zat cair di
gambar, maka pernyataan yang benar penampang 2 adalah 4 m/s, maka besar v1
ditunjukkan oleh nomor . . . adalah . . .
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3 Zat cair dialirkan melalui pipa
C. 2 dan 4 seperti tampak pada gambar berikut.
D. 1 saja Luas penampang 1 dan 2 berturut-
E. 4 saja turut adalah 10 cm2 dan 4 cm2

Jawaban E A. 0,6 m/s
Pembahasan
Kecepatan fluida akan semakin besar
di penampang yang lebih kecil.
Volume, massa, dan debit air per
detik adalah sama besar pada luas

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 60

B. 1,0 m/s C. 600 sekon
C. 1,6 m/s D. 750 sekon
D. 2,0 m/s E. 800 sekon
E. 2,4 m/s Jawaban B.
Jawaban D Pembahasan
Pembahasan Q = Av
A1.v1 = A2.v2 Q = (2 x 10-4)(10)
10(v1) = 4(4) Q = 2 x 10-3 m3/s
v1 = 1,6 m/s Q = V/t
t = V/Q
31. Timba diisi air yang mengalir dari t = (1)/( 2 x 10-3 m3/s) = 0,5 x 103 s
sebuah pipa paralon dengan luas penampang = 500 s
8 cm2 dan kecepatan aliran 6 m/s. Volume
air dalam timba setelah diisi selama 2 menit 33. Jika luas penampang A1 = 8 cm2, A2 =
(120 s) adalah . . . 2 cm2, dan laju zat cair di penampang 2
sebesar 2 m/s
A. 120 liter
B. 136 liter Jika luas penampang A1 = 8 cm2,
C. 338 liter A2 = 2 cm2, dan laju zat cair di
D. 467 liter penampang 2 sebesar 2 m/s, maka
E. 567 liter besar v1 adalah . . .
Jawaban E
Pembahasan A. 0,5 m/s
Q = Av B. 1,0 m/s
Q = (8 x 10-4)(6) C. 1,5 m/s
Q = 48 x 10-4 m3/s D. 2,0 m/s
Q = V/t E. 2,5 m/s
V = Qt Jawaban A.
V = (48 x 10-4)(120) = 576 x 10-3 Pembahasan
m3 = 576 dm3 = 567 liter A1.v1 = A2.v2
(8).v1 = (2).(2)
32. Bak kosong dengan volume 1 m3 diisi v1 = 0,5 m/s
air dari kran yang memiliki luas penampang
2 cm2 dengan kecepatan aliran 10 m/s. Bak 34. Kecepatan air bermassa jenis 1000
tersebut akan terisi penuh dalam waktu . . . kg/m3 yang mengalir melalui pipa A adalah
6 m/s. Jika tekanan pada penampang A sama
A. 250 sekon dengan tekanan pada penampang B
B. 500 sekon

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 61

Kecepatan air bermassa jenis 1000 Jawaban D
kg/m3 yang mengalir melalui pipa A Pembahasan
adalah 6 m/s. Jika tekanan pada P1-P2 = (1/2) (ρ)(v22-v12) + ρgΔy
penampang A sama dengan tekanan 2 x 105 = (1/2) (1000)(v22-0) +
pada penampang B dan g = 10 m/s2, ρg(0)
maka besar kecepatan air yang 2 x 105 = 500v22
melalui pipa B adalah . . . v22 = 2 x 105/5 x 102
v22 = 400
A. 2,5 m/s v2 = 20
B. 3,5 m/s
C. 5,0 m/s 36. Dari gambar dibawah A1 = 10 cm2, A2
D. 6,0 m/s = 2 cm2. Jika kelajuan air pada pipa kecil 6
E. 7,0 m/s m/s, tekanan air di pipa kecil 200 kPa, maka
Jawaban C. tekanan air di pipa besar adalah . . .
Pembahasan
P1-P2 = (1/2) (ρ)(v22-v12) + ρgΔy Dari gambar dibawah A1 = 10 cm2,
P-P = (1/2) (1000)(v22-(6)2) + A2 = 2 cm2. Jika kelajuan air pada
1000.10.(1,25-0,7) pipa kecil 6 m/s, tekanan air di pipa
0 =500(v22-36) + 10000.(0,55) kecil 200 kPa
0 =500v22-18000 + 5500
500v22 = 12500 A. 1,20 x 105 Pa
v22 = 25 B. 1,83 x 105 Pa
v2 = 5 C. 2,20 x 105 Pa
D. 2,50 x 105 Pa
35. Gambar di bawah ini menunjukkan E. 3,10 x 105 Pa
sebuah tangki yang sangat besar. Kecepatan Jawaban A
aliran di titik 1 diabaikan, serta titik 1 dan 2 Pembahasan
horisontal. Jika perbedaan tekanan pada *Mencari nilai v1
kedua titik sebesar 2 x 105 N/m2, maka laju A1.v1 = A2.v2
air di titik 2 adalah . . . (10).v1 = (2)(6)
v1 = 1,2
Gambar di bawah ini menunjukkan *Mencari nilai P1
sebuah tangki yang sangat besar. P1-P2 = (1/2) (ρ)(v22-v12) + ρgΔy
Kecepatan aliran di titik 1 diabaikan P1-(200 x 103) = (1/2) (1000)(62-
(1,2)2) + ρg(0)
A. 5 m/s P1-(200 x 103) = (500)(36-1,44)
B. 10 m/s P1-(200 x 103) = (500)(34,56)
C. 15 m/s P1-(200 x 103) = 17280
D. 20 m/s
E. 25 m/s

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 62

P1= 17280 + 200000 B. 35 x 10-3 m3/s
P1= 217280 Pa= 2,17 x 105 Pa= 2,20 C. 72 x 10-3 m3/s
x 105 Pa D. 117 x 10-3 m3/s
E. 154 x 10-3 m3/s
38. Di dalam pipa mendatar yang memiliki JawabanE
penampang 10 cm2, air mengalir dengan Pembahasan
debit 10 cm3/s saat tekanan 2 dyne/cm2. Diketahui:
Tekanan air pada pipa yang penampangnya R = 7 cm = 0,07 m
5 cm2 adalah . . . V = 10 m/s
Cara menghitung debit sebagai berikut:
A. 0,5 dyne/cm2 →Q=v.A
B. 1,5 dyne/cm2 → Q = v . π r2
C. 2,5 dyne/cm2 → Q = 10 m/s .
D. 3,0 dyne/cm2 22
E. 3,5 dyne/cm2 7
Jawaban A (0,07 m)2
Pembahasan → Q = 154 x 10-3 m3/s
*Mencari nilai v1 dan v1, jika Q1 =
Q2 diketahui 40. Sebuah bak kosong mempunyai volume
Q1 = A1.v1 1m3 diisi air melalui kran dengan luas
10 = (10).v1 penampang 1 cm2. Jika kecepatan air yang
v1 = 1 cm/s keluar dari kran 5 m/s maka bak akan penuh
Q2 = A2.v2 dalam waktu…
10 = (5).v2
v2 = 2 cm/s A. 500 s
*Tekanan P2, ρair = 1000 kg/m3 = 1 B. 1000 s
gr/cm3 C. 2000 s
P1-P2 = (1/2) (ρ)(v22-v12) + ρgΔy D. 2500 s
2-P2 = (1/2) (1)(22-12) + ρg(0) E. 4000 s
2-P2 =0,5(4-1)
2-P2 = 1,5 Jawaban C
P2 = 0,5 dyne/cm3 Pembahasan
Diketahui:
39. Air mengalir didalam sebuah pipa V = 1 m3
berjari-jari 7 cm dengan kecepatan 10 m/s. A = 1 cm2 = (0,01 m)2 = 10-4 m2
Debit air adalam pipa adalah… V = 5 m/s
A. 22 x 10-3 m3/s Ditanya pada soal ini adalah waktu (t).
→
Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 63

V 600 s
T = 0,5 x 10-2 m3/s
=v.A
→ 42. Suatu zat cair dialirkan melalui pipa
1 m3 seperti tampak pada gambar dibawah ini.
T Jika luas penampang A1 = 10 cm2, A2 = 4
= 5 m/s . 10-4 m2 cm2 dan laju zat cair v2 = 4 m/s maka
→t= besar v1 adalah…
1 m3
5 x 10-4 m3/s A. 2,4 m/s
= 2.000 sekon B. 2,0 m/s
C. 1,6 m/s
41. Bak kosong berukuran 2 m x 1,5 m x 1 D. 1,0 m/s
m diisi air melalui sebuah kran. Jika bak E. 0,5 m/s
terisi penuh selama 10 menit maka debit air
kran adalah… Jawaban C

A. 0,5 x 10-2 m3/s Pembahasan
B. 1,0 x 10-2 m3/s → A1 . v1 = A2 . v2
C. 2, 0 x 10-2 m3/s → 10 cm2 . v1 = 4 cm2 . 4 m/s
D. 3,0 x 10-2 m3/s → 10 . v1 = 16 m/s
E. 6 x 10-2 m3/s → v1 = 1,6 m/s
JawabanA
. 44. Jika kecepatan fluida ideal pada
Pembahasan penampang A1 = 20 m/s, luas penampang
Diketahui: A1 = 20 cm2 dan luas penampang A2 = 5
V = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m3 cm2 maka kecepatan fluida pada A2
T = 10 menit = 10 x 60 s = 600 s adalah…

→Q= A. 100 m/s
V B. 80 m/s
T C. 20 m/s
D. 5 m/s
→Q= E. 1 m/s
3 m3
Jawaban B
Pembahasan
Cara menjawab soal nomor 6 sebagai
berikut:
→ A1 . v1 = A2 . v2

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 64

→ 20 cm2 . 20 m/s = 5 cm2 . v2 Diketahui:
→ v2 = A = 0,5 x 10-4 m2
400 m/s v = 1 m/s
5 t = 5 menit = 300 s
= 80 m/s Cara menghitung volume air dengan
menggunakan rumus dibawah ini.
45. Penampang pipa nomor 7 →
Jika luas penampang A1 adalah 2 kali luas V
penampang A2 maka perbandingan v1 : v2 t
adalah … =A.v
→V=A.v.t
A. 4 : 1 → V = 0,5 x 10-4 m2 . 1 m/s . 300 s = 0,015
B. 2 : 1 m3
C. 1 : 1
D. 1 : 2 47. Air mengalir dalam pipa dari penampang
E. 1 : 4 besar menuju ke penampang kecil dengan
cepat aliran 10 cm/s. Jika luas penampang
Jawaban D besar 200 cm2 dan luas penampang kecil 25
Pembahasan cm2, maka air keluar dari penampang kecil
Pada soal ini diketahui A1 = 2 A2. Maka dengan kecepatan …
perbandingan kecepatan pipa 1 dengan pipa A. 10 cm/s
2 sebagai berikut: B. 22,5 cm/s
→ A1 . v1 = A2 . v2 C. 80 cm/s
→ v1 : v2 = A2 : A1 = A2 : 2A2 D. 200 cm/s
→ v1 : v2 = 1 : 2 E. 400 cm/s

46. Sebuah pipa air luas penampangnya = Soal ini jawaban C
0,5 cm2. Jika kecepatan aliran air = 1 m/s, Pembahasan
volume air yang keluar selama 5 menit Diketahui:
adalah … A1 = 200 cm2
A. 0,015 m3 A2 = 125 cm2
B. 0,15 m3 v1 = 10 cm/s
C. 1,5 m3 Untuk mencari v2 dengan menggunakan
D. 15 m3 rumus persamaan kontinuitas sebagai
E. 150 m3 berikut.
A1 . v1 = A2 . v2
Soal ini jawaban A 200 cm2 . 10 cm/s = 25 cm2 . v2
Pembahasan

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA 1 65

2000 cm3/s = 25 cm2 . v2 B. 140 cm/detik
v2 = 2000/25 cm/s = 80 cm/s C. 1400 cm/detik
D. 140 m/detik
48. Pipa besar luas penampangnya 5 E. 14000 cm/detik

cm2 ujungnya mempunyai kran luasnya 0,5 jawaban C
Pembahasan
cm2. Kecepatan zat cair yang mengalir pada v = √ 2gh
v = √ 2 . 9,8 . 10 m/s
pipa yang besar 4 m/s. Dalam waktu 10 v = √ 196 m/s = 14 m/s
v = 1400 cm/s
menit zat cair yang keluar dari kran adalah
… 50. Pipa air berdiameter 5 inci disambung
dengan pipa air berdiameter 3 inci. Jika
A. 0,02 m3 D. 1,2 m3 kecepatan air dalam pipa 3 inci adalah 7,5
m/s, maka kecepatan aliran air dalam pipa 5
B. 2 m3 E. 12 m3 inci adalah . . .

C. 0,12 m3 A. 2,70 m/s
B. 4,50 m/s
jawaban D C. 12,5 m/s
D. 20,8 m/s
Pembahasan E. 25,0 m/s

Hitung dahulu kecepatan air pada kran (v2) jawaban B
Pembahasan
dengan menggunakan rumus persamaan A1.v1 = A2.v2
5.v1 = 3.(7,5)
kontinuitas dibawah ini. v1 = 4,50 m/s

A1 . v1 = A2 . v2

5 cm2 . 4 m/s = 0,5 cm2 . v2

20 cm2 m/s = 0,5 cm2 . v2

v2 = 20/0,5 m/s = 40 m/s

Cara menghitung volume air yang keluar

dari kran menggunakan rumus debit

dibawah ini.
→

V

t

=A.v
→V=A.v.t
→ V = 0,5 x 10-4 m2 . 40 m/s . 600 s = 1,2

m3

49. Sebuah bak berisi air setinggi 10 m,
ternyata pada bagian bawah samping bocor.
Jika g = 9,8 m/s2, maka kecepatan air yang
keluar dari kebocoran tersebut adalah …
A. 14 cm/detik

Bab 4 | Fluida Dinamis

XI MIPA1 66

BAB 5 es akan menuju keadaan setimbang. Jika
SUHU DAN KALOR kita kondisikan masing-masing dalam
keadaan adiabatik, maka tidak ada
1. Alat yang digunakan untuk mengukur pelepasan energi oleh air panas dan tidak
suhu adalah .... ada penerimaan energi oleh es.
A. sebuah. indra tangan Jawaban A.
B. lidah
C. termometer 4. Pembuatan termometer X dengan titik
D. barometer beku 30 oX dan titik didih air 270 oX.
e. hidrometer Segelas air dengan suhu 30 oR akan setara
Jawab : C dengan . . . oX

2. Ukuran panas dingin suatu zat disebut...? A. 320
a. kalor B. 280
b. suhu C. 150
c. massa jenis D. 120
d. termometer E. 80
e. celcius Pembahasan :
Pembahasan Pada soal seperti ini, kita dapat
Suhu adalah ukuran derajat panas atau menggunakan cara berikut.
dingin suatu benda Diketahui :
Jawab : b *Termometer X
*Termometer R
3. Sebanyak 500 g es diletakkan pada Tititk didih=270oX
wadah yang berisi 100 g air bersuhu 0oC. Titik didih=80oR
Keduanya dikondisikan pada keadaan Titik beku=30oX
adiabatik, maka . . . Titik beku=0oR
Skala tunjuk=X
A. Keadaan air dan es tetap Skala tunjuk=30oR
B. Es mencair sebanyak 100 gram Ditanya : Skala tunjuk (termometer X)
C. Air membeku sebanyak 50 gram *Menggunakan cara 1
D. Seluruhnya menjadi es (270 – X)/(270 – 30)=
E. Seluruhnya menjadi air (80 – 30)/(80 – 0)
Pembahasan : (270 – X)/(240)=
Keadaan adiabatik adalah kondisi dimana (50)/(80)
tidak ada pertukaran energi antara dua (270 – X)=
sistem. Pada kondisi normal, air panas dan (240)(50)/(80)
270 – X=
Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 67

150X=120oX a. 55 C
Jawaban D. b. 70 C
c. 75 C
5. Dalam sistem Internasional (SI), satuan d. 80 C
untuk suhu adalah ... e. 85 C
a. Derajat (°) Jawab: B
b. Derajat Celcius (°C) gunakan asas blak maka suhu campuranyya
c. Celcius mc(T-10)=mc(100-T)
d. Kelvin 100(T-10)=200(100-T)
e. Reamur T-10=200-2T
Pembahasan 3T=210
Dalam sistem SI terdapat 7 satuan T= 70 C
dasar/pokok SI :
1. Meter untuk panjang (m, l) 8. Jika 75 g air yang bersuhu 0 ° C
2. Kilogram untuk massa (kg, m) dicampur dengan 50 g air yang bersuhu100
3. Sekon untuk waktu (s, t) ° C, maka suhu akhir campuran kedua air
4. Ampere untuk arus listrik (A, i) tersebut adalah ....
5. Kelvin untuk suhu (K, T) a. 25°
6. mol untuk jumlah molekul (mol, n) b. 40°
7. Kandela untuk intensitas cahaya (cd, j) c. 60°C
Jawab : d d. 65°C
e. 75 ° C
6. Titik didih air pada tekanan 1 atm sama jawab: B
dengan ... K Pembahasan: rumus azas hitam Qlepas =
a. 100 Qterima m.c.ΔT = mc AT 75. (T-0) = 50
b. 173 (100 - T) 75T = 5000 - 50T 125T = 5000 T
c. 273 = 40 C .
d. 373
e. 300 9. Dua benda hitam yang sejenis dengan
Pembahasan masing-masing bersuhu 327° C dan 27° C.
Titik didih air 1 atm bersuhu 300 K atau 27 Jika kedua benda tersebut memancarkan
C energi dalam bentuk radiasi maka
Jawab : e perbandingan jumlah energi per detik yang
dipancarkan adalah ....
7. Air dengan suhu 100 C sebanyak 200 a. 1 : 4
gram dicampur dengan air 100 gram 10 C, b. 4 :
berapakah suhu akhir campuran.. 1c. 1 : 16

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 68

d. 16 : 1 E. 54,0℃
e. 8 : 3 JAWAB:
kunci jawaban: D c= 95(f−32)
pembahasan: c=59(62-32)
rumus radiasi kalor: c=59(30)=16,7c
Q = e.σ.A.T⁴ perbandingan Q dan T⁴ Q₁ :
Q₂ = T₁⁴ : T₂⁴ Q₁ : Q₂ = (327+273) : (27 12. Suhu air dalam suatu bejana adalah
+273)⁴ Q₁: Q₂ = 600⁴: 300 ⁴ Q₁: Q₂ = 2 ⁴: 40°C. Jika suhu itu diukur dengan
1 ⁴ Q₁: Q₂ = 16 : 1 thermometer Fahrenheit akan menunjukan
suhu…
10. Suatu benda hitam bersuhu 27° C A.40°F
memancarkan energi R. Jika benda hitam B.58°F
tersebut mencapai 327° C, maka energi C.104°F
yang dipancarkan menjadi .... D.122°F
a. 2 R E.125°F
b. 4 JAWAB:
c. 6 R C=5x
d. 12 R 40=5x
e. 16 R X=8
jawab: E
pembahasan: F=9x+32
rumus radiasi kalor: F=9(8)+32
Q = e.σ.A.T⁴ perbandingan Q dan T⁴ Q₁ : F=104°F
Q₂ = T₁⁴ : T₂⁴ Q₁ : Q₂ = (327+273) : (27
+273)⁴ Q₁ : Q₂ = 600⁴ : 300 ⁴ Q₁: Q₂ = 2 ⁴: 13. Logam yang massanya 200 g memiliki
1 ⁴ Q₁: R = 16 : 1 Q₁ = 16 R kalor jenis 500 J/kgºC dan suhunya
berubah dari 20 ºC menjadi 100 ºC. jumlah
11. Suhu suatu zat bila diukur dengan kalor yang diterima logam adalah?
thermometer Farenheint menunjukan angka
62°C F. Bila suhu benda tersebut diukur A. 6000 J
dengan thermometer Calcius menunjukan B. 7000 J
angka… C. 8000 J
A.16,7℃ D. 9000 J
B.22,2℃ E. 9500 J
C.34,2℃
D.52,2℃ Jawab

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 69

Diket: m = 200 g = 0,2 kg X = 139.860 / 58,6 logam tersebut
c = 500 J/kgºC = 2.387

∆T = 100 ºC - 20 ºC = 80 ºC Jadi, kalor jenis
Q = mc∆T adalah 2.387 J/kg K.

= 0,2 × 500 × 80 15. Batang besi panjangnya 2 meter dengan
= 8000 luas penampang 5 cm2 memiliki perbedaan
Jadi, jumlah kalor yang diterima logam suhu diantara kedua ujungnya 100 K. Jika
adalah 8000 J. konduktivitas termal besi 4,8 J/s.m.K, laju
hantaran kalornya adalah…
14. Terdapat logam bermassa 0,1 kg yang A. 1,2 x 10-5 J/s
akan dipanaskan sampai suhunya mencapai B. 1,2 x 10-3 J/s
100 ºC, selanjutnya akan di masukkan ke C. 4,8 x 10-5 J/s
dalam bejana yang berisi air 200 g dan D. 4,8 x 10-3 J/s
suhunya 20 ºC. Apabila temperatur akhir E. 5,0 x 10-4 J/s
campuran adalah 40 ºC dan kalor jenis air
4.200 J/kg K, kalor jenis logam tersebut Pembahasan/penyelesaian soal:
adalah?
L=2m
A. 2.387 J/kg K √ A = 5 cm2 = 5 x 10-4 m2
B. 3.818 J/kg K ΔT = 100 K
C. 4.012 J/kg K k = 4,8 J/s.m.K
D. 4.252 J/kg K Laju hantaran kalor dihitung dengan rumus
E. 4.430J/kg K dibawah ini:
Jawab
→ H = k . A . ΔT.L
Diket: mₐ = 100 g = 0,1 kg → H = 4,8 J/s.m.K . 5 x 10-4 . 100 K.2 m
cₐ = 4.200 J/kg K
T₁ = 100 ºC = 1,2 x 10-3 J/s
T₂ = 40 ºC Soal ini jawabannya B.
T₃ = 20 ºC
mₓ = 200 g = 0,2 kg 16. Batang besi homogen salah satu
ujungnya dipanasi. Besi itu memiliki luas
Q₁ = Q₂ penampang 17 cm2 dan konduksivitas
mc∆T = mc∆T termal 4 x 105 J/s.m.°C, panjang batang 1
0,1 × 4.200 × (373 - 313) = 0,2 × X × (313 m dan perbedaan suhu kedua ujungnya 30
- 293) °C. Kalor yang merambat dalam batang
0,1 × 4.200 × 333 = 0,2 × X × 293 besi selama 2 sekon adalah…

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 70

A. 2,81 x 103 J Koefisien konveksi lampu pijar = 10 J/s.m
B. 4,08 x 104 J 2.K. Jumlah kalor yang dilepas lampu
C. 4,08 x 105 J selama 1 menit adalah…
D. 6,00 x 105 J A. 1500 J
E. 7,10 x 106 J B. 810 J
C. 90 J
Pembahasan / penyelesaian soal: D. 60 J
A = 17 cm2 = 17 x 10-4 m2 E. 13,5 J
k = 4 x 105 J/s.m.°C
L=1m Pembahasan / penyelesaian soal
ΔT = 30 °C
t=2s Pada soal ini diketahui:
Kalor yang merambat pada batang besi A = 150 cm 2 = 150 x 10 4 m 2
dihitung dengan rumus dibawah ini: T 1 = 37 °C = (37 + 273) K = 310 K
T 2 = 127 °C = (127 + 273) K = 400 K
→ k = 10 J/s.m 2.K
Q t = 1 menit = 60 s
t Cara menghitung kalor pada konveksi
= sebagai berikut:
k . A . ΔT
L →H=
Q
→Q= t
k . A . ΔT . t = k . A . ΔT
L → Q = k . A . ΔT . t
→ Q = 10 J/s.m2.K . 150 x 10-4 m2 . (400
→Q= K – 310 K) . 60 s = 810 J
4 x 105 J/s.m.°C . 17 x 10-4 m2 . 30 °C . 2 Soal ini jawabannya B.
s
1m 18. Sebuah plat baja dengan panjang 2 m
dan lebar 0,5 m suhunya 227 °C. Bila
→ Q = 4,08 x 104 J tetapan Boltzmann = 5,67 x 10-8 W/m2.K4
Soal ini jawabannya B. dan plat baja hitam sempurna, maka energi
total yang dipancarkan setiap detik
17. Sebuah lampu pijar memiliki luas adalah…
permukaan 150 cm 2 dan suhunya 127 °C A. 3345,57 J
berada didalam kamar bersuhu 37 °C. B. 3345,75 J

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 71

C. 3543,75 J →
D. 4533,75 J W1
E. 7087,5 J W2
=
Pembahasan / penyelesaian soal T14
Pada soal ini diketahui: T24
p = 2 m’ =
l = 0,5 m (300 K)4
A = p . l = 2 m . 0,5 m = 1 m2 (900 K)4
T = 227 °CC = (227 + 273) K = 500 K
σ = 5,67 x 10-8 W/m2.K4 →
e=1 W1
Cara menghitung energi total yang W2
dipancarkan sebagai berikut: =
W = e . σ . A . T4 1
W = 1 . 5,67 x -8 W/m2.K4 . 1 m2 . (500 81
K)4 Soal ini jawbannya D.
W = 3543,75 Joule
Soal ini jawabannya C. 20. Benda hitam sempurna luas
permukaannya 0,5 m2 dan suhunya 27 °C.
19. Perbandingan jumlah energi yang Jika suhu disekelilingnya 127 °C maka
dipancarkan tiap detik oleh benda hitam energi yang dipancarkan benda tersebut
pada temperatur 300 K dan 900 K adalah… adalah…
A. 1 : 3 A. 567 W
B. 1 : 9 B. 490 W
C. 1 : 27 C. 256 W
D. 1 : 81 D. 175 W
E. 1 : 243 E. 81 W

Pembahasan / penyelesaian soal Pembahasan / penyelesaian soal
Cara menjawab soal ini sebagai berikut: Cara menjawab soal ini sebagai berikut:
→ W = e . σ . A . (T24 – T14)
W1 W = 1 . 5,67 x 10-8 . W/m2.K4 . 0,5 m2
W2 {(400 K)4 – (300 K)4}
= W = 490 W
e . σ . A1 . T14 Soal ini jawabannya B.
e . σ . A2 . T24

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 72

21. Berapakah kapasitas kalor dari 5 kg Q = 80.000 J
suatu zat yang mempunyai kalor jenis 2 Jadi kalor yang diperlukan untuk
kal/grºC? memanaskan air tersebut sebesar 80.000J
A.10.000 kal/ºC atau 80KJ
B.11.000 kal/°C Jawabannya :A
C.20.000 kal/ºC
D10.0000 kal/ºC 23. Batang besi panjangnya 2 meter dengan
luas penampang 5 cm2 memiliki perbedaan
Pembahasan: suhu diantara kedua ujungnya 100 K. Jika
Diketahui: konduktivitas termal besi 4,8 J/s.m.K, laju
m = 5 kg = 5000 gram hantaran kalornya adalah…
c = 2 kal/grºC A. 1,2 x 10-5 J/s
Ditanya: C = …? B. 1,2 x 10-3 J/s
C. 4,8 x 10-5 J/s
Jawab: D. 4,8 x 10-3 J/s
Q = m . c . ⊗t E. 5,0 x 10-4 J/s
Q = C . ⊗t
C=m.c Pembahasan/penyelesaian soal:
C = 5000 . 2 = 10.000 kal/ºC
Jadi jawabannya A L=2m
A = 5 cm2 = 5 x 10-4 m2
22. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk ΔT = 100 K
memanaskan 1 kg air yang bersuhu 20⁰C k = 4,8 J/s.m.K
menjadi 100⁰C jika diketahui kalor jenis air Laju hantaran kalor dihitung dengan rumus
1000 J/kg⁰C ? dibawah ini:
A.80KJ
B.60KJ →H=
C.5KJ k . A . ΔT
D.70KJ L

Pembahasan: →H=
4,8 J/s.m.K . 5 x 10-4 . 100 K
m = 1 kg 2m
c = 1000 J/kg⁰C = 1,2 x 10-3 J/s
ΔT = 100⁰C – 20⁰C = 80⁰C Soal ini jawabannya B.
Q = m. c ΔT
Q = 1. 1000. 80

Bab 5 | Suhu dan Kalor

24. Batang besi homogen salah satu XI MIPA 1 73
ujungnya dipanasi. Besi itu memiliki luas
penampang 17 cm2 dan konduksivitas → Q = 4,08 x 104 J
termal 4 x 105 J/s.m.°C, panjang batang 1 Soal ini jawabannya B.
m dan perbedaan suhu kedua ujungnya 30
°C. Kalor yang merambat dalam batang 25. Sebuah lampu pijar memiliki luas
besi selama 2 sekon adalah… permukaan 150 cm 2 dan suhunya 127 °C
A. 2,81 x 103 J berada didalam kamar bersuhu 37 °C.
B. 4,08 x 104 J Koefisien konveksi lampu pijar = 10 J/s.m
C. 4,08 x 105 J 2.K. Jumlah kalor yang dilepas lampu
D. 6,00 x 105 J selama 1 menit adalah…
E. 7,10 x 106 J A. 1500 J
B. 810 J
Pembahasan / penyelesaian soal: C. 90 J
A = 17 cm2 = 17 x 10-4 m2 D. 60 J
k = 4 x 105 J/s.m.°C A. 13,5 J
L=1m
ΔT = 30 °C Pembahasan / penyelesaian soal
t=2s Pada soal ini diketahui:
Kalor yang merambat pada batang besi A = 150 cm 2 = 150 x 10 4 m 2
dihitung dengan rumus dibawah ini: T 1 = 37 °C = (37 + 273) K = 310 K
T 2 = 127 °C = (127 + 273) K = 400 K
→ k = 10 J/s.m 2.K
Q t = 1 menit = 60 s
t
= Cara menghitung kalor pada konveksi
k . A . ΔT sebagai berikut:
L →H=
Q
→Q= t
k . A . ΔT . t = k . A . ΔT
L → Q = k . A . ΔT . t
→ Q = 10 J/s.m2.K . 150 x 10-4 m2 . (400
→Q= K – 310 K) . 60 s = 810 J
4 x 105 J/s.m.°C . 17 x 10-4 m2 . 30 °C . 2 Soal ini jawabannya B.
s
1m 26. Sebuah plat baja dengan panjang 2 m
dan lebar 0,5 m suhunya 227 °C. Bila
Bab 5 | Suhu dan Kalor tetapan Boltzmann = 5,67 x 10-8 W/m2.K4

XI MIPA 1 74

dan plat baja hitam sempurna, maka energi →
total yang dipancarkan setiap detik W1
adalah… W2
A. 3345,57 J =
B. 3345,75 J e . σ . A1 . T14
C. 3543,75 J e . σ . A2 . T24
D. 4533,75 J
E. 7087,5 J →
W1
Pembahasan / penyelesaian soal W2
Pada soal ini diketahui: =
p = 2 m’ T14
l = 0,5 m T24
A = p . l = 2 m . 0,5 m = 1 m2 =
T = 227 °CC = (227 + 273) K = 500 K (300 K)4
σ = 5,67 x 10-8 W/m2.K4 (900 K)4
e=1
Cara menghitung energi total yang →
dipancarkan sebagai berikut: W1
W2
W = e . σ . A . T4 =
W = 1 . 5,67 x -8 W/m2.K4 . 1 m2 . (500 1
K)4 81
W = 3543,75 Joule Soal ini jawbannya D.
Soal ini jawabannya C.
28. Benda hitam sempurna luas
27. Perbandingan jumlah energi yang permukaannya 0,5 m2 dan suhunya 27 °C.
dipancarkan tiap detik oleh benda hitam Jika suhu disekelilingnya 127 °C maka
pada temperatur 300 K dan 900 K adalah… energi yang dipancarkan benda tersebut
A. 1 : 3 adalah…
B. 1 : 9 A. 567 W
C. 1 : 27 B. 490 W
D. 1 : 81 C. 256 W
E. 1 : 243 D. 175 W
E. 81 W
Pembahasan / penyelesaian soal
Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 75

Pembahasan / penyelesaian soal Pembahasan:
Cara menjawab soal ini sebagai berikut: m = 1 kg
W = e . σ . A . (T24 – T14) c = 1000 J/kg⁰C
W = 1 . 5,67 x 10-8 . W/m2.K4 . 0,5 m2 ΔT = 100⁰C – 20⁰C = 80⁰C
{(400 K)4 – (300 K)4} Q = m. c ΔT
W = 490 W Q = 1. 1000. 80
Soal ini jawabannya B. Q = 80.000 J
Jadi kalor yang diperlukan untuk
29. Berapakah kapasitas kalor dari 5 kg memanaskan air tersebut sebesar 80.000J
suatu zat yang mempunyai kalor jenis 2 atau 80KJ
kal/grºC? Jawabannya :A
A.10.000 kal/ºC
B.11.000 kal/°C 31. Batang besi homogen salah satu
C.20.000 kal/ºC ujungnya dipanasi. Besi itu memiliki luas
D10.0000 kal/ºC penampang 17 2dan konduksivitas
termal 4 x 105 J/s.m.°C, panjang batang 1
Pembahasan: m dan perbedaan suhu kedua ujungnya 30
Diketahui: °C. Kalor yang merambat dalam batang
m = 5 kg = 5000 gram besi selama 2 sekon adalah…
c = 2 kal/grºC A. 2,81 x 103 J
Ditanya: C = …? B. 4,08 x 104 J
Jawab: C. 4,08 x 105 J
Q = m . c . ⊗t D. 6,00 x 105 J
Q = C . ⊗t E. 7,10 x 106 J
C=m.c
C = 5000 . 2 = 10.000 kal/ºC diketahui:
Jadi jawabannya A A = 17 cm2 = 17 x 10-4 m2
k = 4 x 105 J/s.m.°C
30. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk L=1m
memanaskan 1 kg air yang bersuhu 20⁰C ΔT = 30 °C
menjadi 100⁰C jika diketahui kalor jenis air t=2s
1000 J/kg⁰C ? Kalor yang merambat pada batang besi
A.80KJ dihitung dengan rumus dibawah ini:
B.60KJ = . . ∆
C.5KJ
D.70KJ

Bab 5 | Suhu dan Kalor Q = . . ∆ .



XI MIPA 1 76

Q = 4 105 / . . ℃ . 17 10−4 2 . 30℃ . 2 Berdasarkan konsep asas black
1 Qlepas = Qterima
m1 . c . ΔT1 = m2 . c . ΔT2
Q = 4,08 x 104J 50 (T – 40) = 75 (40 – 20)
2 (T – 40) = 3 . 20
32. Batang besi panjangnya 2 meter dengan T – 40 = 30
luas penampang 5 2memiliki perbedaan T = 70 °C

suhu diantara kedua ujungnya 100 K. Jika 34. Es bermassa M gram bersuhu 0 0C,
dimasukkan ke dalam bejana berisi air
konduktivitas termal besi 4,8 J/s.m.K, laju bermassa 340 gram yang suhunya 20 0C.
hantaran kalornya adalah… Anggap bejana tidak menyerap/melepaskan
kalor dan besar kalor lebur es Les = 80
A. 1,2 x 10−5J/s kal.g-1 , kalor jenis air Cair = 1 kal.g-
B. 1,2 x 10−3 J/s 1 . 0C-1 . Semua es mencair dan
C. 4,8 x 10−5 J/s kesetimbangan termal tercapai pada suhu
D. 4,8 x 10−3 J/s 5 0C, maka massa es (M) adalah ....
E. 5,0 x 10−4 J/s
A. 60 gram
diketahui: B. 68 gram
C. 75 gram
L=2m D. 80 gram
E. 170 gram
A = 5 cm2 = 5 x 10-4 m2
ΔT = 100 K Jawab
Berdasarkan soal di atas, maka es akan
k = 4,8 J/s.m.K menyerap kalor (suhu rendah) yang
diberikan oleh air (suhu tinggi). Berlaku
Laju hantaran kalor dihitung dengan asas black. Kalor yang diberikan air
akan digunakan untuk mengubah wujud
rumus dibawah ini: es dan menaikkan suhunya hingga
mencapai kesetimbangan termal.
H= . . ∆ Qlepas = Qterima
Q1 + Q2 = Qterima
mes . Les + mes . cair . ΔTes = mair .
H= 4,8 / . . .5 10−4.100 =1,2x10−3J/s cair . ΔTair
M . 80 + M . 1 . (5 – 0) = 340 . 1 . (20 –
2 5)

33. Sebanyak 75 gram air yang suhunya
20 °C dicampurkan dengan 50 gram air
yang suhunya tak diketahui. Jika suhu akhir
campuran 40 °C, maka suhu air 50 gram
mula-mula adalah ....

A. 70 °C
B. 50 °C
C. 40 °C
D. 30 °C
E. 20 °C

Jawab
Bab 5 | Suhu dan Kalor

80M + 5M = 340 . 15 → (semua suku XI MIPA 1 77
dibagi 5)
17M = 340 . 3 kesetimbangan termal tercapai pada suhu 5
M = 20 . 3 °C maka massa es adalah…
M = 60 gram A. 60 gram
B. 68 gram
35. Balok es bermassa 50 gram bersuhu -5 C. 75 gram
°C dicelupkan pada 200 gram air bersuhu D. 80 gram
30 °C yang diletakkan pada wadah khusus. E. 170 gram
Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika
cair = 1 kal/g.°C dan Les = 80 kal/g.°C, Pembahasan/ penyelesaian soal
ces = 0,5 kal/g.°C maka suhu akhir Pada soal ini es sebagai zat yang menyerap
campuran adalah … kalor dan air sebagai zat yang melepas
A. 5 °C kalor.
B. 7,5 °C kalor serap = kalor lepas
C. 11 °C mes . Les + mes + cair . (5 – 0) °C = mair .
D. 14 °C cair . (20 – 5) °C
E. 17,5 °C mes . 80 kal/g + mes . 1 kal/g.°C . 5 °C =
340 g . 1 kal/g.°C . 15 °C
Pembahasan / penyelesaian soal mes . 85 kal/g = 5100 kal
Cara menjawab soal ini sebagai berikut: mes = 5100/85 = 60 gram
kalor serap = kalor lepas
mes . ces . ΔTes + mes . Les + mes . cair . 37. Sepotong logam bermassa 50 gram
ΔTserap = mair . cair . ΔTlepas bersuhu 90 °C dicelupkan kedalam 100
50 . 0,5 . (0 – (-5) + 50 . 80 + 50 . 1 . (T – gram air bersuhu 29,5 °C. Jika kalor jenis
0) = 200 . 1 . (30 – T) air 1 kal/g.°C dan suhu akhir 35 °C maka
125 + 4000 + 50T = 6000 – 200T kalor jenis logam adalah…
50T + 200T = 6000 – 4000 – 125 A. 0,20 kal/g.°C
250 T = 1875 B. 0,16 kal/g.°C
T = 1875/250 = 7,5 °C C. 0,15 kal/g.°C
D. 0,12 kal/g.°C
36. Es bermassa M gram bersuhu 0 °C E. 0,10 kal/g.°C
dimasukkan ke dalam air bermassa 340
gram dan suhu 20 °C yang ditempatkan Jawaban: A
pada bejana khusus. Anggap bejana tidak Pembahasan / penyelesaian soal
menyerap kalor. Jika Les = 80 kal/g, cair = Pada soal ini diketahui:
1 kal/g.°C, semua es mencair dan mserap = 100 gram
mlepas = 50 gram
Bab 5 | Suhu dan Kalor Tserap = 29,5 °C

XI MIPA 1 78

Tlepas = 90 °C 40. Penemu Asas Black adalah......
Takhir = 35 °C A. Zakiatul Amalia
B. Alexander Graham Bell
Kalor jenis logam dihitung dengan cara C. Joseph Black
dibawah ini. D. Ramadan Aji
mserap = mlepas E. Isaac Newton
mserap . cair . ΔTserap = mlepas . clogam .
ΔTlepas Jawaban: C
100 g . 1 kal/g.°C . (35 °C – 29,5 °C) = 50
g . clogam . (90 °C – 35 °C) 41. Logam tembaga bersuhu 100oC
550 kal = 2750 g/°CC . clogam dimasukkan kedalam air yang bermassa
clogam = 550/2750 = 0,2 kal/g.°C 128 gram dan bersuhu 30oC. Kalor jenis air
1 kal/g.oC dan kalor jenis tembaga 0,1
38. “Ketika mencampurkan dua zat, maka kal/g.oC. jika kesetimbangan termal terjadi
akan banyak kalor yang dilepas oleh zat pada suhu 36oC, maka massa logam
yang suhunya lebih tinggi sama dengan tersebut adalah...
banyaknya kalor yang diterima oleh zat A. 140 gram
yang suhunya lebih rendah” B. 120 gram
Kalimat di atas adalah bunyi dari?? C. 100 gram
D. 80 gram
A. Black Mamba E. 75 gram
B. Asas Black
C. Archimedes Jawaban: B
D. Karbon Dioksida Pembahasan: :
E. Semua Benar Diketahui:
Jawaban: B TL = 100oC
ms = 128 gram
39. Teori asas black ditemukan pertama Ts = 30oC
kali oleh seorang ilmuan asal.... cs = 1 kal/g.oC
A. Korea Selatan cL = 0,1 kal/g.oC
B. Inggris T = 36 oC
C. Belanda Ditanya: mL = ...
D. Amerika Jawab: gunakan asas black
E. Skotlandia Kalor serap = kalor lepas
ms . cs . ΔTs = mL . cL . ΔTL
Jawaban: E 128 . 1 . (36 – 30) = mL . 0,1 . (100 – 36)
128 . 6 = mL . 6,4
Bab 5 | Suhu dan Kalor

XI MIPA 1 79

2 . 6 = mL . 0,1 Jawaban: B
mL = 120 gram Pembahasan:

42. Sebuah alat pemanas listrik mempunyai 1. Kalor serap = kalor lepas
hambatan 12 Ohm dioperasikan pada beda 2. . . ∆ + . + .
potensial 120 volt. Apabila alat ini
digunakan untuk memanaskan 40 kg air . ∆ = . . ∆
dari 15 oC menjadi 80 oC dan dianggap 3. 50 . 0,5 . (0 - (-5) + 50 . 80 + 50 . 1 .
tidak ada kalor yang hilang maka waktu
yang diperlukan adalah.. (T– 0) = 200 . 1 . (30 – T)
A. 0,5 jam 4. 125 + 4000 + 50T = 6000 -200T
B. 1,0 jam 5. 50T + 200T = 6000 – 4000 – 125
C. 1,5 jam 6. 250T = 1875/250 = 7,5℃
D. 2,0 jam
E. 2,5 jam 44. Es bermassa M gram bersuhu 0 °C
dimasukkan ke dalam air bermassa 340
Jawaban: E gram dan suhu 20 °C yang ditempatkan
pada bejana khusus. Anggap bejana tidak
Pembahasan: menyerap kalor. Jika = 80 kal/g, = 1
Wlistrik = Q kal/g.°C, semua es mencair dan
(V2/R) t = mair . cair . ΔTair kesetimbangan termal tercapai pada suhu 5
(1202/12) t = 40 . 4200 (80 - 15) °C maka massa es adalah…
t = 2,5 jam A. 60 gram
B. 68 gram
43. Balok es bermassa 50 gram bersuhu -5 C. 75 gram
°C dicelupkan pada 200 gram air bersuhu D. 80 gram
30 °C yang diletakkan pada wadah khusus. E. 170 gram
Anggap wadah tidak menyerap kalor. Jika
cair = 1 kal/g.°C dan Les = 80 kal/g.°C, ces Jawaban: A
= 0,5 kal/g.°C maka suhu akhir campuran Pembahasan:
adalah …
A. 5 °C  Kalor serap = kalor lepas
B. 7,5 °C  . + + . (5- 0)℃ =
C. 11 °C
D. 14 °C . . (20 – 5)℃
E. 17,5℃  . 80 kal/g + . 1 kal/g. ℃ .

Bab 5 | Suhu dan Kalor 5℃ = 340 g. 1 kal/g . ℃ . 15℃
 . 85 kal/g = 5100 kal
 = 5100/85 = 60 gram

XI MIPA 1 80

45. Air bermassa 200 gram bersuhu 20 °C A. 0,20 kal/g.°C
dicampur dengan 100 gram air bersuhu 90 B. 0,16 kal/g.°C
°C. Jika kalor jenis air = 1 kal/gr.°C, suhu C. 0,15 kal/g.°C
akhir campuran saat kesetimbangan termal D. 0,12 kal/g.°C
adalah… E. 0,10 kal/g.°C
A. 10 °C
B. 30 °C Jawaban: A
C. 50 °C Pada soal ini diketahui:
D. 75 °C mserap = 100 gram
E. 150 °C mlepas = 50 gram
Tserap = 29,5 °C
Jawaban: C Tlepas = 90 °C
Pada soal ini diketahui: Takhir = 35 °C
mserap = 200 gram Kalor jenis logam dihitung dengan cara
mlepas = 100 gram dibawah ini.
Tserap = 30 °C mserap = mlepas
Tlepas = 90 °C mserap . cair . ΔTserap = mlepas . clogam .
Suhu akhir campuran dihitung dengan cara ΔTlepas
dibawah ini: 100 g . 1 kal/g.°C . (35 °C – 29,5 °C) = 50
Kalor serap = kalor lepas g . clogam . (90 °C – 35 °C)
mserap . cair . ΔTserap = mlepas . cair . 550 kal = 2750 g/°CC . clogam
ΔTlepas clogam = 550/2750 = 0,2 kal/g.°C
200 g . 1 kal/gr.°C . (T – 30 °C) = 100 g . 1
kal/g.°C . (90 °C – T) 47. Sebuah benda yang terbuat dari baja
200 T kal/°C – 6000 kal = 9000 kal – 100 T memiliki panjang 1000 cm. Berapakah
kal/°C. pertambahan panjang baja itu, jika terjadi
200 T kal/°C + 100 T kal/°C = 9000 kal + perubahan suhu sebesar 50°C?
6000 kal A. 0,8 cm
300 T kal/C = 15.000 kal B. 8,0 cm
T = 15000/300 = 50 °C C. 0,6 cm
D. 6,0 cm
46. Sepotong logam bermassa 50 gram E. 0,2 cm
bersuhu 90 °C dicelupkan kedalam 100
gram air bersuhu 29,5 °C. Jika kalor jenis Jawaban: C
air 1 kal/g.°C dan suhu akhir 35 °C maka Penyelesaian:
kalor jenis logam adalah… Diketahui :
L0 = 1000 cm
Bab 5 | Suhu dan Kalor

∆T = 50 °C XI MIPA 1 81
α = 12 × 10-6 °C-1 (lihat di tabel koefisien
muai panjang) V = 1 × 1,003
Ditanyakan : ∆L = ...? V = 1,003 liter
Jawab: Jadi, volume bejana setelah dipanaskan
L = L0(1 + α∆T) adalah 1,003 liter.
L = L0 + L0α∆T
L – L0 = L0α∆T 49. Sebuah batang aluminium memiliki
∆L = L0α∆T luas 100 cm². Jika batang aluminium
∆L = 1000 × 12 × 10-6 × 50 tersebut dipanaskan mulai dari 0⁰C sampai
∆L = 0,6 cm 30⁰C, berapakah perubahan luasnya setelah
Jadi, pertambahan panjang benda tersebut terjadi pemuaian?(Diketahui: α = 24 × 10–
sebesar 0,6 cm 6/K).
A. 50 cm²
48. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter B. 140 cm²
pada suhu 25⁰C. Jika koefisien muai C. 80 cm²
panjang bejana 2 × 10-⁵/⁰C, maka tentukan D. 135 cm²
volume bejana pada suhu 75⁰C! E. 145 cm²
A. 1,003 liter
B. 1,005 liter Jawaban: E
C. 1,000 liter Penyelesaian:
D. 1,009 liter Diketahui
E. 1,001 liter A0 = 100 cm²= 1 m²
ΔT = 30⁰C – 0⁰C = 30⁰C = 303 K
Jawaban: A β = 2α = 48 × 10–6/K
Penyelesaian: Ditanyakan: ∆A = …?
Diketahui:
γ = 3α = 3 × 2 × 10-⁵/⁰C = 6 × 10-⁵/⁰C Jawab:
∆T = 75⁰C – 25⁰C = 50⁰C ΔA = A0βΔT
V0 = 1 L ΔA = 1 m2 × 48 × 10–6/K × 303 K
Ditanyakan: V = …? ΔA = 0,0145 m2
Jadi, perubahan luas bidang aluminium
Jawab: setelah pemuaian adalah 145 cm².
V = V0(1 + γ × ∆T)
V = 1(1 + 6 × 10-5 × 50) 50. Gas dalam ruang tertutup mempunyai
V = 1(1 + 3 × 10-3) tekanan 1 cmHg. Jika kemudian gas
V = 1(1 + 0,003) tersebut ditekan pada suhu tetap sehingga
volum gas menjadi 1/4 volum mula-mula,
Bab 5 | Suhu dan Kalor berapa tekanan gas yang terjadi?

XI MIPA 1 82

A. 1 atm
B. 4 atm
C. 6 atm
D. 2 atm
E. 8 atm

Jawaban: B
Penyelesaian:
Diketahui:
P1 = 1 atm
V2 = 1/4 V1
Ditanyakan: P2 = …?

Jawab:
P1V1 = P2V2
1V1 = P2(1/4V1)
V1 = 1/4V1P2
P2 = 4 atm

Bab 5 | Suhu dan Kalor