Soal dan Pembahasan Suhu dan Kalor

Pada postingan kali ini, saya akan memcoba memberikan pembahasan mengenai beberapa soal fisika dalam lingkup materi suhu dan kalor pada siswa SMA/MA kelas X, semoga apa yang disampaikan dalam blog ini dapat memberikan manfaat pada pembaca

1.    Sifat termometrik pemuaian zat cair dapat digunakan untuk mengukur suhu suatu benda. Benar atau salahkah pernyataan ini? Jika pernyataan benar, jelaskan !

Jawab : iya benar, setiap zat cair memiliki titik didih dan titik beku yang berbeda-beda tergantung pada jenis zat cair tersebut, pengaruh kalor atau panas pada zat cair akan mempengaruhi karakter gerakan partikel zat cair tersebut ketika terpengaruhi oleh kalor atau suhu lingkungan. Respon terhadap kalor yang berbeda-beda pada beberapa jenis zat diindikasi dengan terjadinya pemuaian pada zat cair tersebut, sehingga dengan prinsip tersebut kita dapat menggunakannya sebagai termometer. Saat ini terdapat 2 jenis zat cair yang dapat digunakan sebagai pengisi termometer yaitu air raksa dan alkohol, masing-masing zat cair ini memiliki keunggulan masing-masing.

2.      Bagaimanakah hubungan gerak partikel dalam zat dengan suhunya?

Jawab: suhu merupakan ukuran derajat panas dinginnya sebuah benda. Benda tersusun dari kumpulan partikel dan elektron bebas. Ketika benda terpengaruhi suhu yang tinggi maka susunan partikel benda akan bergerak menjauhi (renggang) karena partikel bergetar. Dan sebaliknya ketika benda terpengaruhi suhu yang dingin maka susunan partikel akan merapat dan partikel tidak bergetar.

3.      Mengapa ilmuan lebih menyukai skala Kelvin daripada skala Celcius atau Farenheit?

Jawab: para ilmuan menyukai skala Kelvin karena skala ini tidak dikalibrasi berdasarkan titik didih dan titik lebur air, tetapi berdasarkan batasan energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah benda. Kita dapat memandang suhu sebagai ukuran energi kinetik rata-rata partikel dalam suatu benda. Kelajuan gerak partikel secara bertahap berkurang dengan turunnya suhu.

4.      Jelaskan apa yang anda ketahui mengenai suhu nol mutlak?

Jawab: Sebuah benda tersusun dari partikel yang bergetar. Pada saat suhu -273,16^oC, gerakan partikel berhenti sehingga tidak ada lagi panas yang terukur. Jadi pada saat energi kinetik sama dengan nol maka pada suhu inilah dikatakan sebagai suhu paling rendah atau disebut sebagai nol mutlak.

5.      Mengapa kabel telepon didesain mengendor pada musim panas?

Jawab : yaitu tujuannya agar pada saat kabel mengalami pemuaian, kabel yang menjadi tegang tidak putus.

6.      Diameter sebuah pelor roda baja 1 mm lebih kecil daripada diameter poros. Bagaimana cara memasang pelor roda itu pada poros dengan kuat tetapi tanpa membubut poros?

Jawab : untuk memasang pelor baja pada poros tanpa membubutnya yaitu dengan memanasi poros hingga memuai sehingga lubang pelor akan sedikit lebih kendor maka pelor akan dapat masuk.

7.      Mengapa keping bimetal melengkung ketika dipanaskan atau didinginkan?

Jawab : keping bimetal terdiri dari dua logam yang berbeda yaitu invar dan perunggu, invar memiliki koefisien muai yang kecil sedangkan perunggu memiliki koefisien muai yang lebih besar sehingga ketika dipanaskan keping bimetal akan melengkung ke arah invar sedangkan ketika didinginkan akan melengkung ke arah perunggu.