Roboguru

Sebuah pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari 50°C sampai mendidih memerlukan waktu 5 menit, jika pemanas itu digunakan untuk memanaskan air sampai mendidih dari kondisi yang sama, hanya saja dengan tegangan yang bernilai 1/2 tegangan awal maka lama pemanasan hingga mendidih adalah ....

Pertanyaan

Sebuah pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari 50°C sampai mendidih memerlukan waktu 5 menit, jika pemanas itu digunakan untuk memanaskan air sampai mendidih dari kondisi yang sama, hanya saja dengan tegangan yang bernilai 1/2 tegangan awal maka lama pemanasan hingga mendidih adalah .... 

  1. 5 menit

  2. 10 menit 

  3. 15 menit

  4. 20 menit 

  5. 25 menit

Pembahasan Soal:

Diketahui:  

V1 = V

t1 = 5 menit

V2 = 1/2 V

Ditanyakan: t2

Rumus energi listrik

W equals V squared over R t

Pada pemanas air, seluruh energi listriknya diubah menjadi energi kalor.

W = Q

W sebelum = W sesudah

Karena hambatan (R) konstan maka untuk menentukan tgunakan rumus perbandingan berikut ini:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript 1 squared cross times t subscript 1 end cell equals cell V subscript 2 squared cross times t subscript 2 end cell row cell V squared cross times 5 end cell equals cell open parentheses 1 half V close parentheses squared cross times t subscript 2 end cell row cell t subscript 2 end cell equals cell 5 cross times 4 end cell row blank equals cell 20 space menit end cell end table

Maka jawaban yang tepat adalah D

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

M. Mulyanto

Mahasiswa/Alumni Institut Teknologi Bandung

Terakhir diupdate 02 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Es bermassa 4 kg memiliki suhu -15 °C. Besarnya kalor yang diperlukan agar es tersebut dapat mencair dengan suhu 25 °C adalah … (kalor jenis es = 2.100 J/kg°C, kalor lebur es = 336.000 J/kg, kalor jen...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style m subscript e s end subscript equals 4 space kg T subscript i equals negative 15 degree straight C T subscript f equals 0 degree straight C c subscript e s end subscript equals 2.100 space straight J divided by kg degree straight C L subscript e s end subscript equals 336.000 space straight J divided by kg c subscript a i r end subscript equals 4.200 space straight J divided by kg degree straight C end style 

Ditanya:
Banyak kalor yang diperlukan?


Pada kondisi awal, kita dapat menghitung besar kalor ketika suhunya -15 oC menjadi 0 oC dengan menggunakan persamaan berikut ini.

begin mathsize 14px style Q subscript 1 equals m subscript e s end subscript c subscript e s end subscript capital delta T Q subscript 1 equals left parenthesis 4 right parenthesis left parenthesis 2100 right parenthesis left parenthesis 0 minus left parenthesis negative 15 right parenthesis right parenthesis Q subscript 1 equals 126.000 space straight J end style   

Selanjutnya, es tersebut akan berubah wujud menjadi air, maka

begin mathsize 14px style Q subscript 2 equals m subscript e s end subscript L subscript f Q subscript 2 equals left parenthesis 4 right parenthesis left parenthesis 336000 right parenthesis Q subscript 2 equals 1.344.000 space straight J end style  

Kemudian, air ketika 0 oC suhunya akan terus meningkat sampai suhu 25 oC, maka

begin mathsize 14px style Q subscript 3 equals m c subscript a i r end subscript increment T Q subscript 2 equals left parenthesis 4 right parenthesis left parenthesis 4200 right parenthesis open parentheses 25 minus 0 close parentheses Q subscript 2 equals 420.000 space straight J end style  

Total kalornya:

begin mathsize 14px style Q subscript t o t a l end subscript equals Q subscript 1 plus Q subscript 2 plus Q subscript 3 Q subscript t o t a l end subscript equals 126.000 plus 1.344.000 plus 420.000 Q subscript t o t a l end subscript equals 1.890.000 space straight J space Q subscript t o t a l end subscript equals 1.890 space kJ end style  

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

1

Roboguru

Gelas berisi 200 gram air bersuhu 20°C dimasukkan 50 gram es bersuhu -2°C. Jika hanya terjadi pertukaran kalor antara air dan es saja, setelah terjadi kesetimbangan akan diperoleh …

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style m subscript a i r end subscript equals 200 space gr space T subscript a i r end subscript equals 20 degree straight C space m subscript e s end subscript equals 50 space gr space T subscript e s end subscript equals negative 2 space degree straight C c subscript a i r end subscript equals 1 space kal divided by straight g degree straight C degree c subscript e s end subscript equals 0 comma 5 space kal divided by straight g degree straight C L subscript e s end subscript equals 80 space kal divided by straight g end style 

Ditanya:
Jika terjadi kesetimbangan, pernyataan mana yang tepat?

 

Kalor yang diperlukan es untuk mencair pada suhu 0°C adalah

begin mathsize 14px style Q subscript e s end subscript equals m subscript e s end subscript c subscript e s end subscript capital delta T subscript e s end subscript plus m subscript e s end subscript L subscript e s end subscript Q subscript e s end subscript equals left parenthesis 50 right parenthesis left parenthesis 0 comma 5 right parenthesis left parenthesis 0 minus left parenthesis negative 2 right parenthesis right parenthesis plus left parenthesis 50 right parenthesis left parenthesis 80 right parenthesis Q subscript e s end subscript equals 50 plus 4.000 Q subscript e s end subscript equals 4.050 space kal end style  

Kalor yang dilepas air jika mendingin hingga suhunya 0°C

begin mathsize 14px style Q subscript a i r end subscript equals m subscript a i r end subscript c subscript a i r end subscript capital delta T subscript a i r end subscript Q subscript a i r end subscript equals left parenthesis 200 right parenthesis left parenthesis 1 right parenthesis left parenthesis 20 minus 0 right parenthesis Q subscript a i r end subscript equals 4.000 space kal end style  

Karena begin mathsize 14px style Q subscript e s end subscript greater than Q subscript a i r end subscript end style, berarti masih ada es yang belum mencair, walaupun suhu campuran es dan air sudah seimbang menjadi 0°C. 

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

0

Roboguru

Sebuah pemanas listrik yang hambatannya 5 Ω  menggunakan sumber tegangan 50 V. Pemanas digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari 0∘C hingga 50∘C. Jika 70% kalor yang dihasilkan pemanas diambil air, ...

Pembahasan Soal:

Daya yang dimiliki pemanas dapat dicari dengan

begin mathsize 14px style P equals V squared over R P equals 50 squared over 5 P equals 500 space straight W end style  

Daya yang dihasilkan pemanas ini selanjutnya akan digunakan untuk memanaskan air, namun hanya sebesar 70%, sehingga  daya yang digunakan untuk memanaskan air yaitu

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell P to the power of apostrophe end cell equals cell 70 over 100 P end cell row cell P to the power of apostrophe end cell equals cell 70 over 100 left parenthesis 500 right parenthesis end cell row cell P to the power of apostrophe end cell equals cell 350 space straight W end cell end table end style  

Sementara itu, kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air yaitu

begin mathsize 14px style Q equals m space c space capital delta T space Q equals left parenthesis 1 right parenthesis left parenthesis 4200 right parenthesis left parenthesis 50 right parenthesis space Q equals 210000 space straight J end style  

Adapun hubungan dengan kalor diberikan oleh pernyataan

begin mathsize 14px style P to the power of apostrophe equals Q over t rightwards arrow t equals Q over P to the power of apostrophe t equals 210000 over 350 t equals 600 space detik t equals 600 over 60 t equals 10 space menit end style  

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

0

Roboguru

Dua buah batang A dan B masing-masing panjangnya 1 m terpisah sejauh 2 cm.      Diketahui suhu awal kedua batang tersebut adalah 25 oC serta perbandingan koefisien muai panjang batang A dan B adalah ...

Pembahasan Soal:

Dengan menganggap perubahan panjang batang hanya terjadi pada satu bagian masing-masing batang, maka

begin mathsize 14px style increment L subscript A plus increment L subscript B equals x L subscript 0 space alpha subscript a space increment T space plus space L subscript 0 space alpha subscript B space increment T equals x end style  

Perbandingan koefisien muai panjang batang A dan B adalah 2 : 5, maka hubungan keduanya dapat dinyatakan

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell alpha subscript a over alpha subscript B end cell equals cell 2 over 5 end cell row cell alpha subscript a end cell equals cell 2 over 5 alpha subscript B end cell end table end style  

Substitusi hubungan kedua koefisien muai di atas ke persamaan sebelumnya maka

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell left parenthesis 1 right parenthesis open parentheses 2 over 5 alpha subscript B close parentheses left parenthesis 50 right parenthesis plus left parenthesis 1 right parenthesis left parenthesis alpha subscript B right parenthesis left parenthesis 50 right parenthesis end cell equals cell 0 comma 02 end cell row cell 20 alpha subscript B plus 50 alpha subscript B end cell equals cell 0 comma 02 end cell row cell alpha subscript B end cell equals cell fraction numerator 0 comma 02 over denominator 70 end fraction end cell row cell alpha subscript B end cell equals cell 0 comma 000286 end cell row cell alpha subscript B end cell equals cell 2 comma 9 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent divided by to the power of straight o straight C end cell end table    

Maka, koefisien muai panjang batang A yaitu

begin mathsize 14px style alpha subscript A equals 2 over 5 alpha subscript B alpha subscript A equals 2 over 5 open parentheses 2 comma 9 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent close parentheses alpha subscript A equals 1 comma 2 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent divided by to the power of straight o straight C end style  

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.  

1

Roboguru

Sebuah mangkuk aluminium berbentuk setengah bola dengan diameter 28 cm berisi penuh cairan raksa. Jika mangkuk beserta raksa dipanaskan sampai suhunya 90 ºC, volume raksa yang tumpah sebesar …. (koefi...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style D equals 28 space cm r equals ½ D equals 14 space cm equals 0 comma 14 space straight m straight capital delta T equals 90 space º straight C alpha equals 24 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space divided by º straight C gamma equals 1 comma 8 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space divided by º straight C end style  

Ditanya: volume raksa yang tumpah?

Hitung volume mangkuk yang berbentuk setengah bola,

begin mathsize 14px style V subscript 0 equals 1 half V subscript b o l a end subscript V subscript 0 equals open parentheses 1 half close parentheses open parentheses 4 over 3 close parentheses pi r cubed V subscript 0 equals open parentheses 2 over 3 close parentheses open parentheses 22 over 7 close parentheses space left parenthesis 0 comma 14 right parenthesis cubed V subscript 0 equals 0 comma 0057 space straight m cubed end style  

Mangkuk tersebut diisi penuh dengan cairan raksa, maka

begin mathsize 14px style V subscript m a n g k u k end subscript equals V subscript r a k s a end subscript equals V subscript 0 end style 

Kemudian hitung volume mangkuk setelah dipanaskan

begin mathsize 14px style increment V subscript m a n g k u k end subscript equals V subscript 0 gamma subscript m a n g k u k end subscript increment T increment V subscript m a n g k u k end subscript equals V subscript 0 left parenthesis 3 alpha subscript a l u m u n i u m end subscript right parenthesis increment T increment V subscript m a n g k u k end subscript equals left parenthesis 0 comma 0057 right parenthesis left parenthesis 3 left parenthesis 24 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis right parenthesis left parenthesis 90 right parenthesis increment V subscript m a n g k u k end subscript equals 36 comma 936 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight m cubed end style  

Hitung juga volume raksa setelah dipanaskan

begin mathsize 14px style increment V subscript r a k s a end subscript equals V subscript 0 gamma subscript r a k s a end subscript increment T increment V subscript r a k s a end subscript equals left parenthesis 0 comma 0057 right parenthesis left parenthesis 1 comma 8 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent right parenthesis right parenthesis left parenthesis 90 right parenthesis increment V subscript r a k s a end subscript equals 0 comma 9234 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight m cubed increment V subscript r a k s a end subscript equals 92 comma 34 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight m cubed end style  

Dengan demikian volume raksa yang tumpah dapat dihitung dengan cara

begin mathsize 14px style V subscript t u m p a h end subscript equals V to the power of apostrophe subscript r a k s a end subscript minus V to the power of apostrophe subscript m a n g k u k end subscript V subscript t u m p a h end subscript equals left parenthesis V subscript 0 plus increment V subscript r a k s a end subscript right parenthesis minus left parenthesis V subscript 0 plus increment V subscript m a n g k u k end subscript right parenthesis V subscript t u m p a h end subscript equals up diagonal strike V subscript 0 end strike plus increment V subscript r a k s a end subscript minus up diagonal strike V subscript 0 end strike minus increment V subscript m a n g k u k end subscript V subscript t u m p a h end subscript equals increment V subscript r a k s a end subscript minus increment V subscript m a n g k u k end subscript V subscript t u m p a h end subscript equals left parenthesis 92 comma 34 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis minus left parenthesis 36 comma 936 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis V subscript t u m p a h end subscript equals 55 comma 404 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight m cubed V subscript t u m p a h end subscript equals 55 comma 4 space cm cubed equals 55 comma 4 space cc end style 


Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved