Teknokiper.com - Pembahasan contoh soal fisika tentang suhu dan pemuaian untuk tingkat sekolah menengah pertama. Contoh soal suhu dan pemuaian ini disusun dalam bentuk pilihan berganda dilengkapi dengan pembahasan dan dirancang sedemikian berdasarkan beberapa subtopik yang paling sering keluar dalam kajian suhu dan pemuaian untuk tingkat menengah pertama. Beberapa subtopik yang akan dibahas antaralain suhu dan termometer, pembuatan skala pada termometer, rumus perbandingan skala, konversi satuan suhu, pemuaian, pertambahan panjang, masalah pemuaian zat, dan manfaat pemuaian zat.
A. Hambatan listrik seutas kawat platina
B. Pemuaian seutas keping bimetal
C. Penggumpalan zat kanji saat diberi air
D. Radiasi yang dipancarkan benda.
Pembahasan :
Sifat termometrik zat adalah sifat fisik zat yang berubah karena pengaruh perubahan suhu. Beberapa sifat termometrik zat antaralain:
1. Pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler
2. Hambatan listrik seutas kawat platina
3. Pemuaian seutas keping bimetal
4. Pemuaian tekanan gas pada volume tetap
5. Radiasi yang dipancarkan benda.
Contoh 2 : Perbandingan Skala Celcius dan Fahrenheit
Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika skala Celcius menunjukan angka 80o, maka nilai T adalah ....
A. 176o
B. 158o
C. 146o
D. 112o
Pembahasan :
Untu menentukan suhu Fahrenheit jika suhu celcius diketahui, kita dapat menggunakan rumus perbandingan sebagai berikut:
⇒ 5(F - 32) = 9C
⇒ 5(F - 32) = 9 x 80
⇒ 5(F - 32) = 720
⇒ F - 32 = 720/5
⇒ F = 144 + 32
⇒ F = 176
Jadi, T = 176o
A. 48o A
B. 46o A
C. 42o A
D. 38o A
Pembahasan :
Pada skala A :
1). Es melebur = -20o A
2). Air mendidih = 140o A
Pada skala Celcius :
1). Es melebur = 0o C
2). Air mendidih = 100o C
Berdasarkan perbandingan kita peroleh:
⇒ 100 (x + 2) = 480
⇒ x + 2 = 480/100
⇒ x + 2 = 48
⇒ x = 48 - 2
⇒ x = 46
Jadi, suhu benda itu dalam derajat A adalah 46o A.
Contoh 4 : Membaca Skala Pada Termometer
Pada sebuah termometer yang tidak berskala, ketika mengukur suhu 0o panjang kolom raksanya adalah 5 cm dan saat mengukur suhu 100o panjang kolom raksanya 25 cm. Ketika panjang kolom raksa pada termometer ini 10 cm, maka suhu yang diukur adalah ....
A. 30o C
B. 28o C
C. 25o C
D. 20o C
Pembahasan :
Berdasarkan perbandingan kita peroleh:
⇒ 20T = 500
⇒ T = 500/20
⇒ T = 25
Jadi, saat panjang kolom 10 cm, suhunya adalah 25o C.
A. Termometer menunjukkan suhu dengan cepat
B. Raksa tinggal pada pembacaan maksimum
C. Termometer menghasilkan pembacaan lebih teliti
D. Raksa dalam pipa mudah diamati
Pembahasan :
Termometer klinis adalah termometer yang digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Pada termometer klinis terdapat pipa kapiler yang berhubungan dengan pentolan. Ketika raksa memuai, raksa didorong dari pentolan melalui bagian sempit menuju pipa kapiler.
Tujuan pembuatan pentolan pipa pada termometer klinis dengan bahan kaca tipis adalah agar kalor yang diterima oleh pentolan tersebut dapat dihantarkan secara konduksi kepada raksa di dalam pentolan sehingga raksa dapat memuai dan termometer dapat menunjukkan suhu dengan cepat.
Contoh 6 : Mengatasi Masalah Pemuaian Zat
Salah satu cara untuk mencegah agar kaca pada lampu pijar tidak pecah saat dinyalakan adalah dengan membuat kaca lampu dari bahan gelas yang memiliki ....
A. Koefisien muai ruang kecil
B. Koefisien muai ruang besar
C. Massa jenis kecil
D. Massa jenis besar
Pembahasan :
Saat lampu dinyalakan, lama kelamaan lampu akan menjadi panas dan terjadi pemuaian gas. Kenaikan suhu pada lampu akan menyebabkan udara yang berada di dalam lampu memuai. Jika koefisien muai kaca lampu kecil, maka kaca akan pecah karena pemuaian gas.
Oleh karena itu, agar kaca pada lampu pijar tidak pecah, maka kaca harus dibuat dari bahan gelas yang memiliki koefisien muai ruang lebih besar sehingga kaca tidak pecah saat terjadi pemuaia gas.
A. Memberi celah pada sambungan rel kereta api
B. Membiarkan kawat telepon kendor pada hari panas
C. Memberi celah pada salah satu ujung jembatan
D. Menyiram tutup botol dengan air panas agar mudah dibuka
Pembahasan :
Beberapa cara yang digunakan untuk mengatasi pemuaiazan zat antara lain:
1. Memberi celah pada sambungan rel kereta api
2. Memberi celah pada salah satu ujung jembatan
3. Membiarkan kawat telepon kendor pada hari panas
4. Membuat ukuran bingkai kaca lebih besar daripada ukuran kaca
5. Memberi celah pada sambungan dua lintasan jalan beton.
Contoh 8 : Pemuaian Zat
Jika sebuah logam dipanaskan, maka ....
A. Volume bertambah, massa jenis berkurang
B. Volume bertambah, masa jenis bertambah
C. Volume berkurang, massa jenis bertambah
D. Volume tetap, massa jenis berkurang
Pembahasan :
Ketika sebuah logam dipanaskan, maka logam tersebut akan mengalami muai volume sehingga volumenya akan bertambah besar. Mes mengalami pemuaian, jumlah partikel yang menyusun logam adalah tetap sehingga massa logam tersebut juga akan tetap.
Karena massa logam tetap sedangkan volumenya bertambah, maka massa jenis logam berkurang sebab massa jenis adalah hasil bagi massa dengan volume. Itu artinya, dalam massa yang tetap, semakin besar volume logam maka akan semakin kecil massa jenisnya.
A. Pembuatan termometer zat cair
B. Keretakan gelas ketika diisi air mendidih
C. Pembuatan termometer gas
D. Pemasangan roda pada ban baja lokomotif
Pembahasan :
Selain dapat menimbulkan maalah, pemuaian zat juga memiliki manfaat bagi kehidupan manusia. Beberapa manfaat pemuaian zat antaralain:
1. Penggunaan termometer zat cair
2. Penggunaan termometer gas
3. Pengelingan pelat logam
4. Pemasangan bingkai besi pada roda sado
5. Pemasangan roda pada ban baja lokomotif.
Contoh 10 : Koefisien Muai Panjang & Pertambahan Panjang
Sebuah batang tembaga dengan panjang mula-mula 2 meter dipanaskan sehingga mengalami perubahan suhu dari 10o C menjadi 40o C. Jika koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 /K, maka batang tembaga akan bertambah panjang sebesar ....
A. 1,70 mm
B. 1,02 mm
C. 0,98 mm
D. 0,86 mm
Pembahasan :
Dik : Lo = 2 m, ΔT = 40o - 10o = 30o C = 30 K, α = 0,000017 /K
Dit : ΔL = ... ?
Berdasarkan rumus muai panjang:
⇒ ΔL = Lo. α . ΔT
⇒ ΔL = 2 (0,000017) (30)
⇒ ΔL = 0,00102 m
⇒ ΔL = 1,02 mm
Contoh 1 : Sifat Termometrik
Termometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhu dengan memanfaatkan sifat termometrik zat. Di bawah ini yang bukan merupakan sifat termometrik zat adalah ....A. Hambatan listrik seutas kawat platina
B. Pemuaian seutas keping bimetal
C. Penggumpalan zat kanji saat diberi air
D. Radiasi yang dipancarkan benda.
Pembahasan :
Sifat termometrik zat adalah sifat fisik zat yang berubah karena pengaruh perubahan suhu. Beberapa sifat termometrik zat antaralain:
1. Pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler
2. Hambatan listrik seutas kawat platina
3. Pemuaian seutas keping bimetal
4. Pemuaian tekanan gas pada volume tetap
5. Radiasi yang dipancarkan benda.
Jawaban : C
Contoh 2 : Perbandingan Skala Celcius dan Fahrenheit
Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika skala Celcius menunjukan angka 80o, maka nilai T adalah ....
A. 176o
B. 158o
C. 146o
D. 112o
Pembahasan :
Untu menentukan suhu Fahrenheit jika suhu celcius diketahui, kita dapat menggunakan rumus perbandingan sebagai berikut:
| ⇒ | C | = | 5 |
| (F - 32) | 9 |
⇒ 5(F - 32) = 9 x 80
⇒ 5(F - 32) = 720
⇒ F - 32 = 720/5
⇒ F = 144 + 32
⇒ F = 176
Jadi, T = 176o
Jawaban : A
Contoh 3 : Perbandingan Skala Termometer
Sebuah skala suhu dalam derajat A dikalibrasi sehingga es melebur pada suhu -20o A dan air mendidih pada suhu 140o A. Jika suhu sebuah benda adalah 30o C, maka suhu benda itu dalam derajat A adalah ....A. 48o A
B. 46o A
C. 42o A
D. 38o A
Pembahasan :
Pada skala A :
1). Es melebur = -20o A
2). Air mendidih = 140o A
Pada skala Celcius :
1). Es melebur = 0o C
2). Air mendidih = 100o C
Berdasarkan perbandingan kita peroleh:
| ⇒ | 140 - (-20) | = | x - (-20) |
| 100 - 0 | 30 - 0 |
| ⇒ | 160 | = | x + 20 |
| 100 | 30 |
⇒ x + 2 = 480/100
⇒ x + 2 = 48
⇒ x = 48 - 2
⇒ x = 46
Jadi, suhu benda itu dalam derajat A adalah 46o A.
Jawaban : B
Contoh 4 : Membaca Skala Pada Termometer
Pada sebuah termometer yang tidak berskala, ketika mengukur suhu 0o panjang kolom raksanya adalah 5 cm dan saat mengukur suhu 100o panjang kolom raksanya 25 cm. Ketika panjang kolom raksa pada termometer ini 10 cm, maka suhu yang diukur adalah ....
A. 30o C
B. 28o C
C. 25o C
D. 20o C
Pembahasan :
Berdasarkan perbandingan kita peroleh:
| ⇒ | T - 0 | = | 10 - 5 |
| 100 - 0 | 25 - 5 |
| ⇒ | T | = | 5 |
| 100 | 20 |
⇒ T = 500/20
⇒ T = 25
Jadi, saat panjang kolom 10 cm, suhunya adalah 25o C.
Jawaban : C
Contoh 5 : Pembuatan Termometer Klinis
Pentolan pipa pada termometer klinis terbuat dari bahan kaca yang tipis. Pemilihan bahan kaca tipis ini bertujuan agar ....A. Termometer menunjukkan suhu dengan cepat
B. Raksa tinggal pada pembacaan maksimum
C. Termometer menghasilkan pembacaan lebih teliti
D. Raksa dalam pipa mudah diamati
Pembahasan :
Termometer klinis adalah termometer yang digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Pada termometer klinis terdapat pipa kapiler yang berhubungan dengan pentolan. Ketika raksa memuai, raksa didorong dari pentolan melalui bagian sempit menuju pipa kapiler.
Tujuan pembuatan pentolan pipa pada termometer klinis dengan bahan kaca tipis adalah agar kalor yang diterima oleh pentolan tersebut dapat dihantarkan secara konduksi kepada raksa di dalam pentolan sehingga raksa dapat memuai dan termometer dapat menunjukkan suhu dengan cepat.
Jawaban : A
Contoh 6 : Mengatasi Masalah Pemuaian Zat
Salah satu cara untuk mencegah agar kaca pada lampu pijar tidak pecah saat dinyalakan adalah dengan membuat kaca lampu dari bahan gelas yang memiliki ....
A. Koefisien muai ruang kecil
B. Koefisien muai ruang besar
C. Massa jenis kecil
D. Massa jenis besar
Pembahasan :
Saat lampu dinyalakan, lama kelamaan lampu akan menjadi panas dan terjadi pemuaian gas. Kenaikan suhu pada lampu akan menyebabkan udara yang berada di dalam lampu memuai. Jika koefisien muai kaca lampu kecil, maka kaca akan pecah karena pemuaian gas.
Oleh karena itu, agar kaca pada lampu pijar tidak pecah, maka kaca harus dibuat dari bahan gelas yang memiliki koefisien muai ruang lebih besar sehingga kaca tidak pecah saat terjadi pemuaia gas.
Jawaban : B
Contoh 7 : Mengatasi Masalah Akibat Pemuaian Zat
Berikut ini merupakan usaha yang dilakukan untuk mengatasi masalah pemuaian zat pada beberapa kasus, kecuali ....A. Memberi celah pada sambungan rel kereta api
B. Membiarkan kawat telepon kendor pada hari panas
C. Memberi celah pada salah satu ujung jembatan
D. Menyiram tutup botol dengan air panas agar mudah dibuka
Pembahasan :
Beberapa cara yang digunakan untuk mengatasi pemuaiazan zat antara lain:
1. Memberi celah pada sambungan rel kereta api
2. Memberi celah pada salah satu ujung jembatan
3. Membiarkan kawat telepon kendor pada hari panas
4. Membuat ukuran bingkai kaca lebih besar daripada ukuran kaca
5. Memberi celah pada sambungan dua lintasan jalan beton.
Jawaban : D
Contoh 8 : Pemuaian Zat
Jika sebuah logam dipanaskan, maka ....
A. Volume bertambah, massa jenis berkurang
B. Volume bertambah, masa jenis bertambah
C. Volume berkurang, massa jenis bertambah
D. Volume tetap, massa jenis berkurang
Pembahasan :
Ketika sebuah logam dipanaskan, maka logam tersebut akan mengalami muai volume sehingga volumenya akan bertambah besar. Mes mengalami pemuaian, jumlah partikel yang menyusun logam adalah tetap sehingga massa logam tersebut juga akan tetap.
Karena massa logam tetap sedangkan volumenya bertambah, maka massa jenis logam berkurang sebab massa jenis adalah hasil bagi massa dengan volume. Itu artinya, dalam massa yang tetap, semakin besar volume logam maka akan semakin kecil massa jenisnya.
Jawaban : A
Contoh 9 : Manfaat Pemuaian Zat
Berikut ini merupakan manfaat pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari, kecuali ....A. Pembuatan termometer zat cair
B. Keretakan gelas ketika diisi air mendidih
C. Pembuatan termometer gas
D. Pemasangan roda pada ban baja lokomotif
Pembahasan :
Selain dapat menimbulkan maalah, pemuaian zat juga memiliki manfaat bagi kehidupan manusia. Beberapa manfaat pemuaian zat antaralain:
1. Penggunaan termometer zat cair
2. Penggunaan termometer gas
3. Pengelingan pelat logam
4. Pemasangan bingkai besi pada roda sado
5. Pemasangan roda pada ban baja lokomotif.
Jawaban : B
Contoh 10 : Koefisien Muai Panjang & Pertambahan Panjang
Sebuah batang tembaga dengan panjang mula-mula 2 meter dipanaskan sehingga mengalami perubahan suhu dari 10o C menjadi 40o C. Jika koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 /K, maka batang tembaga akan bertambah panjang sebesar ....
A. 1,70 mm
B. 1,02 mm
C. 0,98 mm
D. 0,86 mm
Pembahasan :
Dik : Lo = 2 m, ΔT = 40o - 10o = 30o C = 30 K, α = 0,000017 /K
Dit : ΔL = ... ?
Berdasarkan rumus muai panjang:
⇒ ΔL = Lo. α . ΔT
⇒ ΔL = 2 (0,000017) (30)
⇒ ΔL = 0,00102 m
⇒ ΔL = 1,02 mm
Jawaban : B
0 comments :
Post a Comment