Latihan Soal Massa Jenis Zat+jawban [PDF]

Citation preview

LATIHAN SOAL MASSA JENIS ZAT



1. Tentukan massa jenis sebuah kubus yang panjang sisinya 5 cm jika diketahui massa kubus 250 gram ! Diketahui : m : 250 gram s : 5 cm Vkubus : s x s xs : 5 x 5x 5 = 125 cm3 Ditanya : ρ. . . . ? jawab : ρ:m/v ρ : 250 gram / 125 cm3 : 2 gram/cm3 jadi massa jenis kubus 2 gra/cm3. 2. Hitunglah massa sebuah balok jika diketahui massa jenis balok 1000 kg/m3 dan volume balok 2 m3 ! Diketahui : ρ : 1000 kg/m3 v : 2 m3 ditanya : m....? jawab : ρ : m/v 1000 kg/m3 : m / 2 m3 m : 1000 kg/m3 x 2 m3 m : 2000 kg jadi massa balok 2000 kg. 3. Massa jenis aluminium 2.7 gram/cm3. Tentukan volume aluminium jika diketahui massa aluminium 27 gram ! Diketahui : ρ : 2.7 gram/cm3 m : 27 gram ditanya : v.. . .? jawab : ρ : m/v 2.7 gram/cm3: 27 gram/ v V : 27 gram / 2.7 gram/cm3 V : 10 cm3 Jadi volume aluminium 10 cm3 4. Volume air di dalam satu gelas ukur 40 cm, sebuah batudimasukkan ke dalam gelas tersebut sehingga volume air di dalam



gelas ukur naik menjadi 70 cm3. Jika diketahui massa kerikil 150 gram, tentukan massa jenis kerikil tersebut ! Diketahui : Vkerikil : 70 cm3 – 40 cm3 : 30 cm3 m : 150 gram ditanya : ρ....? jawab : ρ : m/v ρ : 150 gram/30 cm3 ρ : 5 gram/cm3 jadi massa jenis kerikil 5 gram/cm3 5. Sebuah gelas ukur berisi air dengan volume tertentu. Sebuah batu dimasukkan ke dalam gelas ukur tersebut sehingga volumenya naik menjadi 70 cm3. Jika diketahui massa batu 100 gram dan massa jenis batu 5 gram/cm3. Tentukan volume mula-mula sebelum dimasuki batu ! Diketahui : Vakhir : 70 cm3 m : 100 gram ρ : 5 gram/cm3 ditanya : V awal . . . .? Jawab : ρ : m/v 5 gram/cm3 : 100 gram/v Vbatu : 100 gram / 5 gram/cm3 Vbatu : 20 gram Vbatu : Vakhir – Vawal 20 cm3 : 70 cm3 – Vawal Vawal : 70 cm3 – 20 cm 3 Vawal : 50 cm3 Jadi volume awal gelas 50 cm3



Suhu suatu benda diukur dengan menggunakan termometer Fahrenheit menunjukkan skala 77°F. Suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Celcius adalah …. A. 20°C B. 25°C C. 35°C D. 50°C Kunci jawaban : B Pembahasan :



Jadi suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Celcius adalah 25°C.



Soal nomor 2 Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer Celcius diperoleh angka 40°C. Suhu zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan termometer Reamur akan menjadi sebesar …. A. 32°R B. 40°R C. 45°R D. 52°R Kunci jawaban : A Pembahasan : tR = 4/5 × tC tR = 4/5 × 40 tR = 32 Jadi, ketika diukur dengan termometer Reamur, suhunya adalah 32°R.



Soal nomor 3 Termometer X dirancang dapat mengukur air membeku pada skala – 40 dan air mendidih pada skala 160. Jika suatu benda diukur dengan termometer Reamur menunjukkan nilai 20°R, maka nilai yang ditunjuk saat diukur dengan termometer X adalah …. A. 5°X B. 10°X C. 20°X D. 40°X Kunci jawaban : B Pembahasan :



8(160 – tX) = (200)(6) 1280 – 8tX = 1200 8tX = 1280 – 1200 8tX = 80 tX = 80/8 tX = 10 Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer X adalah 10°X.



Soal nomor 4 Perhatikan gambar berikut!



Skala yang ditunjukkan termometer Fahrenheit adalah …. A. 58 ºF B. 59,75 ºF C. 68 ºF D. 122 ºF Kunci jawaban : D Pembahasan: F = (9/5 x 50ºC) + 32ºF = 122 ºF



Soal nomor 5 Pada suatu pengukuran suhu air menunjukkan 140 °F. Apabila diukur menggunakan termometer Celcius , maka akan menunjukkan nilai …. A. 21,6 °C B. 60°C C. 194,4°C D. 252°C Kunci jawaban : B Pembahasan : F = 140°F C : …? Jawab: C = C/F x (F-32°) = 5/9 x (140°-32°) = 5/9 x 108° = 60°C



Soal nomor 6 Termometer X memiliki titik beku 25°X dan titik didih 175°X. Jika termometer X menunjukkan angka 55°X. maka hasil pengukuran yang diperoleh seperti pada tabel berikut ini. No



Hasil Pengukuran 0



1 2 3 4



C



0



R



20



25



20



16



30



16



30



24



Hasil pengukuran yang benar ditunjukkan nomor …. A.  1 B.  2 C.  3 D.  4 Kunci jawaban : B Pembahasan :



0



F



68 68 22 22



Soal nomor 7 Perhatikan gambar thermometer Celcius dan Fahrenheit berikut!



Nilai T adalah …. A.  152,6°F B.  147,6°F C.  58,8°F D.  47,6°F Kunci jawaban : B Pembahasan : tF = 9/5 (tC + 32) 



tF = 9/5 × 82 tF = 147,6 Jadi, nilai T adalah 147,6°F. Sebatang baja bersuhu 20oC memiliki panjang 40 cm. Koefisien muai panjang baja 10 -5 oC-1. Pertambahan panjang baja dan panjang akhir baja pada suhu 70oC adalah….. Pembahasan Diketahui : Pertambahan suhu (ΔT) = 70oC – 20oC = 50oC Panjang awal (L1) = 40 cm Koefisien muai panjang baja (a) = 10-5 oC-1 Ditanya : Pertambahan panjang (ΔL) dan panjang akhir (L 2) Jawab : a) Pertambahan panjang (ΔL) ΔL = α L1 ΔT ΔL = (10-5 oC-1)(40 cm)(50oC) ΔL = (10-5)(2 x 103) cm ΔL = 2 x 10-2 cm ΔL = 2 / 102 cm ΔL = 2 / 100 cm ΔL = 0,02 cm b) Panjang akhir (L2) L2 = L1 +ΔL L2 = 40 cm + 0,02 cm L2 = 40,02 cm 2. Suatu logam mengalami perubahan suhu dari 30oC menjadi 80oC. Jika panjang akhir logam adalah 115 cm dan koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1, maka panjang awal logam dan pertambahan panjang logam adalah….. Pembahasan Diketahui : Pertambahan suhu (ΔT) = 80oC – 30oC = 50oC Panjang akhir (L2) = 115 cm Koefisien muai panjang logam (a) = 3.10-3 oC-1 Ditanya : Panjang awal (L1) dan pertambahan panjang (ΔL) Jawab : a) Panjang awal (L1) Rumus pertambahan panjang : ΔL = α L1 ΔT Rumus panjang akhir : L2 = L1 +ΔL L2 = L1 + α  L1 ΔT L2 = L1 (1 + α ΔT) 115 cm = L1 (1 + (3.10-3 oC-1)(50oC) 115 cm = L1 (1 + 150.10-3) 115 cm = L1 (1 + 0,15) 115 cm = L1 (1,15)



L1 = 115 cm / 1,15 L1 = 100 cm b) Pertambahan panjang (ΔL) ΔL = L2 – L1 ΔL = 115 cm – 100 cm ΔL = 15 cm 3. Ketika bersuhu 25oC panjang kaca adalah 50 cm. Setelah dipanaskan, panjang kaca menjadi 50,9 cm. Koefisien muai panjang kaca α = 9 x 10-6 C-1. Suhu akhir kaca adalah…. Pembahasan Diketahui : Panjang awal (L1) = 50 cm Panjang akhir (L2) = 50,09 cm Pertambahan panjang (ΔL) = 50,2 cm – 50 cm = 0,09 cm Koefisien muai panjang kaca (α) = 9 x 10-6 oC-1 Suhu awal (T1) = 25oC Ditanya : Suhu akhir kaca (T2) Jawab : ΔL = α  L1 ΔT ΔL = α  L1 (T2 – T1) 0,09 cm = (9 x 10-6 oC)(50 cm)(T2 – 25 oC) 0,09 = (45 x 10-5)(T2 – 25) 0,09 / (45 x 10-5) = T2 – 25 0,002 x 105 = T2 – 25 2 x 102 = T2 – 25 200 = T2 – 25 T2 = 200 + 25 T2 = 225oC Suhu akhir kaca adalah 225oC. 4. Logam dengan panjang awal 1 meter bertambah panjang menjadi 1,02 m setelah mengalami perubahan suhu sebesar 50 Kelvin. Tentukan koefisien muai panjang logam! Pembahasan Diketahui : Panjang awal (L1) = 1 meter Panjang akhir (L2) = 1,02 meter Perubahan panjang (ΔL) = L2 – L1 = 1,02 meter – 1 meter = 0,02 meter Perubahan suhu (ΔT) = 50 Kelvin = 50oC Ditanya : Koefisien muai panjang logam Jawab : ΔL = α L1 ΔT 0,02 meter = α  (1 meter)(50oC) 0,02 = α  (50oC) α  = 0,02 / 50oC α = 0,0004 oC-1 α  = 4 x 10-4 oC-1



 Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50 C ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60 C? o



o



Penyelesaian: Diketahui: L  = 80 cm 01



L  = 50 cm 02



∆T  = 50 C o



1



∆T  = 60 C o



2



∆L  = 5 mm 1



Ditanyakan: ∆L  = …? 2



Jawab: Karena jenis bahan sama (besi), maka: α  = α 1



2



∆L



1



L ∆T 5



∆L



=



2



L ∆T ∆L = 50 × 80 × 50 60 5 ∆L = 4000 3000 4000∆L  = 5 × 3000 01



1



02



2



2



2



2



4000∆L  = 15000 2



∆L  = 15000/4000 2



∆L  = 3,75 mm 2



Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm  diisi penuh dengan air pada suhu 30 C. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100 C. Jika αtembaga = 1,8 × 10 / C dan γ air = 4,4 × 10 / C. Berapa volume air yang tumpah saat itu? 3



o



o



-5



o



-4



Penyelesaian: Diketahui: V  tembaga = V  air = 100 cm 0



0



3



o



∆T = 100 C – 30 C = 70 C o



o



o



α tembaga = 1,8 × 10 / C -5



o



γ tembaga = 3α = 3 × 1,8 × 10  = 5,4 × 10 / C -5



-5



o



γ air = 4,4 × 10 / C -4



o



Ditanyakan: V air yang tumpah = …? Jawab: Untuk tembaga: V  = V (1 + γ∆T) t



0



V  = 100(1 + 5,4 × 10  × 70) -5



t



V  = 100(1 + 3,78 × 10 ) -3



t



V  = 100(1 + 0,00378) t



V  = 100(1,00378) t



V  = 100,378 cm t



3



Untuk air: V  = V (1 + γ∆T) t



0



V  = 100(1 + 4,4 × 10  × 70) -4



t



V  = 100(1 + 3,08 × 10 ) -2



t



V  = 100(1 + 0,0308) t



V  = 100(1,0308) t



V  = 103,08 cm t



3



Jadi, volume air yang tumpah adalah sebagai berikut. V air tumpah = V  air – V  tembaga t



t



V air tumpah = 103,08 – 100,378 V air tumpah = 2,702 cm



3



 Pada suhu 0 C suatu logam mempunyai panjang 75 cm. Setelah dipanasi hingga shu 100 C, panjangnya menjadi 75,09 cm. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut? o



o



Penyelesaian: Diketahui: L = 75,09 cm = 0,7509 m L  = 75 cm = 0,75 m 0



T = 100 C o



T  = 0 C o



0



Ditanyakan: α = …? Jawab: Untuk mencari koefisien muai panjang logam tersebut, kita gunakan persamaan berikut. L – L



0



α =



L (T – T ) 0,7509 – 0,75 α = 0,75(100 – 0) 0,0009 α = 0,75(100) 9× α = 10 75 α = 1,2 × 10 / C 0



0



-4



-5



o



Jadi, koefisien muai panjang tembaga tersebut adalah 1,2 × 10 / C. -5



o



14. Sebuah plat yang terbuat dari aluminium dengan luas mula-mula 40 cm  mempunyai suhu 5 C. Apabila plat tersebut dipanaskan hingga 100 C, berapakah pertambahan luas aluminium tersebut? 2



o



Penyelesaian: Diketahui: α = 2,4 × 10  / C -5



o



o



β = 2α = 4,8 × 10  / C -5



o



A  =  40 cm  = 0,004 m 2



0



2



T  = 5 C 0



o



T = 100 C o



∆T = (100 – 5) C = 95 C o



o



Ditanyakan: ∆A = …? Jawab: Untuk mencari pertambahan luas plat, kita dapat menggunakan persamaan berikut. ∆A A ∆T ∆A = βA ∆T β =



0



0



∆A = (4,8 × 10 ) × (4 × 10 ) × 95 -5



∆A = 1,82 × 10  m -5



-3



2



Jadi, pertambahan luas plat aluminium tersebut adalah 1,82 × 10  m . -5



2