Contoh Soal Grafik Perubahan Wujud Zat

kalian Siswa SMP/Sederajat mengalami kesulitan mengerjakan soal IPA Fisika berkaitan dengan grafik perubahan wujud zat? Ya, soal seperti ini sering banget diujikan pada ujian mid semester, semester, try out UN, Ujian Sekolah, bahkan (boleh jadi) dikeluarkan pada ujian nasional (UN).

 

Soal ujian tentang kalor dibutuhkan zat berdasarkan grafik, sebenarnya mudah. Namun sangat membutuhkan sedikit kesabaran anda untuk memahami grafik, kemudian melakukan perhitungan secara matematis.

 

Oke, kalau begitu tak ada salahnya anda teruskan membaca contoh soal dan pembahasannya sampai tuntas. Kalau perlu anda salin kembali soalnya di buku catatan atau kertas lainnya supaya lebih bebas mempelajarinya.

 

Sekadar teori dasar, zat mengalami perubahan wujud jika mendapatkan/melepaskan kalor. Sebagai contoh, sepotong es balok akan mengalami perubahan wujud setelah menerima kalor (panas). Perubahan wujud zat pada es (zat padat) menjadi air (zat padat) dan bisa menjadi uap air (gas)

 

Perhatikan grafik perubahan wujud berikut ini!

 

Sepotong es massanya 500 gram dan suhunya -10^o C dipanaskan sampai menguap. Jika kalor jenis es = 2.100 J/kg^oC , kalor jenis air = 4200 J/kg^oC,  kalor lebur es = 336.000 J/kg, maka jumlah kalor total yang dibutuhkan untuk mengubah wujud zat dari proses A ke D adalah…

 

A. 88.500 J

B. 188.500 J

C. 288.500 J

D. 388.500 J

 

Diketahui:

m_es = 500 gram = 0.5 kg

t_A = -10^o C

t_B = 0^o C

C_es = 2.100 J/kg^oC

C_air = 4200 J/kg^oC

L_es = 336.000 J/kg

 

Peristiwa 1: A – B àPerubahan suhu (dari -10^o C ke 0^o C )

Kalor yang dibutuhkan (Q1):

Q₁ = m_es x C_es x ∆t

Q₁ = 0.5 kg x 2.100 J/kg x (10)

Q₁ = 10.500 J

 

Peristiwa 2: B – C à Perubahan wujud zat

Kalor yang dibutuhkan (Q2):

Q₂ = m_es  x L_es

Q₂ =  0.5 kg x 336.000 J/kg

Q₂ = 168.000 J

 

Peristiwa 3 : C – D à Perubahan suhu (dari 0^o C ke 100^o C)

Kalor yang dibutuhkan (Q₃):

Q₃ = m_air x C_air x ∆t

Q₃ = 0.5 kg x 4200 J/kg^oC x (100^o)

Q₃ = 210.000 J

 

Kalor seluruhnya (Q_t):

Q_t = Q₁ + Q₂ + Q₃

Q_t = 10.500 J + 168.000 J + 210.000 J

Q_t = 388.500 J

 

D ( 388.500 J )