SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Menggunakan Sendok Logam vs. Sendok Kayu saat Memasak)

Teks Bacaan:

Saat membantu ibunya memasak sup panas di dapur, Rian (17 tahun) menggunakan sendok berbahan stenlis/besi untuk mengaduk kuah sup. Tak lama kemudian, ia terkejut karena pegangan sendok logam tersebut terasa sangat panas di tangannya. Ketika ia mengganti sendoknya dengan sendok berbahan kayu atau plastik, bagian pegangan sendok tidak terasa panas meskipun dicelupkan ke dalam kuah sup mendidih yang sama. Guru fisika menjelaskan bahwa perpindahan panas pada sendok logam terjadi melalui media konduktor tanpa disertai perpindahan partikel logam itu sendiri.

Berdasarkan teks di atas, mekanisme perpindahan kalor yang terjadi pada sendok logam tersebut dinamakan...

A. Konveksi, karena molekul-molekul logam ikut bergerak berpindah dari dasar panci ke pegangan sendok.

B. Konduksi, karena energi panas merambat melalui getaran antar-partikel logam tanpa disertai perpindahan fisik partikel tersebut.

C. Radiasi, karena panas berpindah dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan media kawat.

D. Evaporasi, karena cairan sup berubah menjadi uap yang mengikis permukaan sendok.

E. Kondensasi, karena perubahan suhu udara di sekitar panci mendinginkan partikel sendok.

Soal 2 (Kontekstual: Sistem Angin Laut dan Angin Darat bagi Nelayan)

Teks Bacaan:

Nelayan tradisional di pesisir pantai memanfaatkan fenomena alam perpindahan kalor secara konveksi untuk berlayar. Pada siang hari, daratan lebih cepat panas dibandingkan lautan karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Udara panas di atas daratan memuai dan bergerak naik, sehingga posisinya digantikan oleh udara dingin dari atas laut yang bergerak menuju ke darat (terjadilah angin laut). Sebaliknya, pada malam hari daratan lebih cepat dingin, sehingga udara di atas laut yang lebih hangat naik dan digantikan oleh udara dingin dari darat (terjadilah angin darat) yang membawa perahu nelayan melaut.

Mengapa peristiwa aliran angin laut dan angin darat dikategorikan sebagai perpindahan kalor secara konveksi?

A. Karena energi panas dipancarkan langsung oleh sinar matahari melalui ruang hampa udara.

B. Karena panas berpindah melalui zat perantara (udara) yang ikut mengalir dan bergerak membawa energi kalor.

C. Karena partikel daratan dan air laut saling bertumbukan tanpa mengalami perubahan massa jenis.

D. Karena permukaan laut memantulkan seluruh gelombang panas kembali ke atmosfer secara teratur.

E. Karena perpindahan kalor tersebut hanya terjadi jika terdapat arus listrik di dalam air laut.

Soal 3 (Kontekstual: Menjemur Pakaian dan Hangatnya Api Unggun)

Teks Bacaan:

Siti dan teman-teman Pramukanya sedang mengadakan kegiatan kemah di pegunungan pada malam hari. Suhu udara sekitar terasa sangat dingin. Untuk menghangatkan badan, mereka membuat api unggun di tengah lingkaran tempat berkumpul. Meskipun Siti duduk berjarak 2 meter di samping api unggun dan terdapat aliran udara dingin di sekitarnya, tubuh Siti tetap terasa hangat saat berhadapan langsung dengan kobaran api.

Mekanisme utama perpindahan kalor dari api unggun yang membuat tubuh Siti terasa hangat adalah...

A. Konduksi melalui molekul udara tebal yang menyambungkan api dengan kulit.

B. Konveksi udara hangat yang berhembus turun menekan tanah menuju ke kaki Siti.

C. Radiasi dalam bentuk gelombang inframerah yang memancar lurus dari api ke tubuh tanpa membutuhkan media penghantar.

D. Sublimasi energi kalor yang mengubah gelombang suara menjadi energi kinetik.

E. Pembiasan sinar tampak dari pancaran kayu bakar yang memantul di pakaian.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Lajunya Perpindahan Kalor Konduksi pada Batang Logam)

Sebuah batang tembaga yang digunakan pada elemen pemanas memiliki luas penampang A = 0,001 m^2 (10 cm^2) dan panjang L = 0,5 meter. Beda suhu antara kedua ujung batang tembaga tersebut adalah Delta T = 100 derajat C. Diketahui konduktivitas termal tembaga adalah k = 400 W/m. derajat C.

(Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi: H = Q / t = k . A . (Delta T / L) )

Berapakah laju perpindahan kalor (H) yang mengalir melalui batang tembaga tersebut?

A. 40 Watt

B. 80 Watt

C. 200 Watt

D. 400 Watt

E. 800 Watt

Soal 5 (Kontekstual: Laju Pembuangan Panas Konveksi pada Radiator Motor)

Sebuah plat radiator motor memiliki luas permukaan efektif A = 0,2 m^2. Cairan radiator berada pada suhu 80 derajat C, sementara suhu udara luar di sekitarnya adalah 30 derajat C (sehingga beda suhu Delta T = 50 derajat C). Koefisien konveksi udara di sekitar radiator adalah h = 20 W/m^2. derajat C.

(Rumus laju konveksi kalor: H = Q / t = h . A . Delta T)

Berapakah laju pembuangan kalor (H) secara konveksi dari radiator tersebut ke udara?

A. 100 Watt

B. 200 Watt

C. 300 Watt

D. 400 Watt

E. 500 Watt

Soal 6 (Kontekstual: Daya Radiasi Kalor Tubuh Manusia)

Luas permukaan kulit seorang remaja saat berolahraga adalah A = 1,5 m^2 dengan suhu permukaan kulit sekitar T = 300 K. Emisivitas kulit manusia dianggap e = 0,8, dan konstanta Stefan-Boltzmann diketahui sigma = 5,67 x 10^-8 W/m^2. K^4.

(Rumus laju radiasi Stefan-Boltzmann: P = e . sigma . A . T^4 )

Berapakah besar daya radiasi kalor (P) yang dipancarkan oleh permukaan kulit remaja tersebut? (Petunjuk: 300^4 = 81 x 10^8)

A. 275,5 Watt

B. 551,1 Watt

C. 680,4 Watt

D. 850,5 Watt

E. 1.102,2 Watt


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?