Kalorimetri & entalpi: latihan soal dengan penyelesaian langkah demi langkah

Latihan soal Kalorimetri & entalpi gratis dengan diagram, petunjuk, dan pembahasan lengkap. Nilai baru setiap kali, dalam tiga tingkat: pemanasan dengan q = m·c·ΔT, kalorimeter, entalpi pembentukan.

Soal latihan gratisMudah
airm = 500 gT1​ = 25 °C → T2​ = 65 °Cq = ?

Berapa kalor q yang diperlukan untuk memanaskan 500 g air dari 25 °C menjadi 65 °C? Kalor jenis air adalah 4,18 J/(g·°C). Nyatakan jawaban dalam kJ.

m = 500 gT1 = 25 °CT2 = 65 °Cc = 4,18 J/(g·°C)
kJ
Soal berikutnya →
Berlatih Kalorimetri & entalpi secara gratisBerlatih Kalorimetri & entalpi sekarang5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Yang Anda latih

  1. Mudahpemanasan dengan q = m·c·ΔT
  2. Sedangkalorimeter
  3. Sulitentalpi pembentukan

Rumus utama

Kalor
q = m·c·ΔT
Air
c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimeter
kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Entalpi reaksi
ΔH° = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)

Pelajari Kalorimetri & entalpi dari nol

Sebelum ini: Stoikiometri

1Kalor dan suhu

Kalor (q) adalah energi yang mengalir dari benda panas ke benda yang lebih dingin. Satuannya joule (J) atau kilojoule (1 kJ = 1000 J).

Suhu menyatakan seberapa panas suatu benda. Kalor adalah yang mengubah suhu.

Memanaskan 1 kg air sebesar 10 °C memerlukan energi lebih banyak daripada memanaskan 1 kg besi sebesar 10 °C. Setiap zat memiliki kalor jenis c sendiri: kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g sebesar 1 °C.

Untuk air, c = 4,18 J/(g·°C). Untuk aluminium 0,897 J/(g·°C), untuk timbal hanya 0,129 J/(g·°C). Air sulit dipanaskan, logam mudah.

Kalor yang diperlukan untuk perubahan suhu adalah:

q = m · c · ΔT

Di sini m adalah massa dalam gram dan ΔT = Takhir − Tawal. q positif berarti kalor diserap; q negatif berarti kalor dilepas.

Tes mandiri Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 100 g air sebesar 10 °C (c = 4,18 J/(g·°C))?
  1. 0,418 kJ
  2. 4,18 kJ
  3. 41,8 kJ
  4. 418 J

Jawaban: 4,18 kJ. q = 100 · 4,18 · 10 = 4180 J = 4,18 kJ. 418 J lupa mengalikan dengan ΔT, dan 41,8 kJ salah faktor 10 saat mengubah J ke kJ.

2Kalorimeter: kalor dilepas = kalor diserap

Kalorimeter adalah cangkir berinsulasi. Tidak ada kalor yang keluar, jadi semua kalor yang dilepas oleh satu benda diserap oleh benda yang lain.

Jatuhkan balok logam panas ke dalam air dingin. Balok mendingin, air menghangat, sampai keduanya mencapai suhu akhir Tf yang sama.

20 °C110 °CTw​Tm​Tf​+q−q
mm · cm · (Tm − Tf) = mw · cw · (Tf − Tw)

Ruas kiri adalah kalor yang dilepas logam, ruas kanan kalor yang diserap air. Keduanya ditulis sebagai bilangan positif.

Menyelesaikan untuk Tf menghasilkan rata-rata terbobot dari kedua suhu awal, dengan bobot masing-masing m · c:

Tf = (mmcmTm + mwcwTw) / (mmcm + mwcw)

Karena air memiliki m · c yang besar, Tf biasanya berakhir dekat dengan suhu air.

Tes mandiri Balok logam panas dijatuhkan ke dalam air dingin dalam cangkir berinsulasi. Di mana suhu akhir harus berada?
  1. Di antara kedua suhu awal
  2. Di atas suhu awal logam
  3. Di bawah suhu awal air
  4. Tepat di tengah-tengah kedua suhu awal

Jawaban: Di antara kedua suhu awal. Logam mendingin dan air menghangat sampai keduanya bertemu, sehingga Tf berada di antara keduanya. Tepat di tengah hanya jika keduanya memiliki m · c yang sama, yang jarang terjadi.

3Entalpi reaksi

Reaksi juga menyerap atau melepas kalor. Pada tekanan tetap, kalor ini adalah perubahan entalpi ΔH, dalam kJ.

  • Eksoterm: ΔH negatif. Reaksi melepas kalor, seperti bahan bakar yang terbakar.
  • Endoterm: ΔH positif. Reaksi menyerap kalor, seperti kantong dingin (cold pack).

Entalpi pembentukan standar ΔH°f adalah ΔH untuk membentuk 1 mol suatu zat dari unsur-unsurnya. Untuk unsur dalam bentuk normalnya, seperti O₂ atau C, nilainya 0.

Dengan nilai-nilai ini dari tabel, Anda dapat mencari ΔH° reaksi apa pun:

ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan)

Kalikan setiap ΔH°f dengan koefisien zat itu dalam persamaan setara. Ini berlaku karena hukum Hess: ΔH total tidak bergantung pada jalur dari awal ke akhir.

Tes mandiri Cari ΔH° untuk CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Pakai ΔH°f: CH₄ −74,8, CO₂ −393,5, H₂O(l) −285,8 kJ/mol.
  1. +890,3 kJ
  2. −1039,9 kJ
  3. −604,5 kJ
  4. −890,3 kJ

Jawaban: −890,3 kJ. Produk: −393,5 + 2 · (−285,8) = −965,1. Dikurangi pereaksi: −965,1 − (−74,8) = −890,3 kJ. −604,5 melupakan koefisien 2 pada air, dan +890,3 mengurangkan dengan cara terbalik.

4Metode ini selangkah demi selangkah

Pemanasan:

  1. Tulis q = m · c · ΔT dan masukkan yang diketahui. Ubah kJ ke J (× 1000) agar satuannya cocok dengan c.
  2. Selesaikan untuk yang tidak diketahui: q, ΔT, m, atau c.

Kalorimeter:

  1. Tulis kalor yang dilepas benda panas = kalor yang diserap benda dingin.
  2. Masukkan Tf pada kedua selisih suhu, panas dikurangi Tf dan Tf dikurangi dingin.
  3. Selesaikan untuk Tf, dan periksa bahwa nilainya berada di antara kedua suhu awal.

Entalpi pembentukan:

  1. Kalikan setiap ΔH°f dengan koefisiennya. Unsur dihitung 0.
  2. ΔH° = jumlah untuk produk − jumlah untuk pereaksi.
  3. Untuk kalor dari massa tertentu, ubah massa menjadi mol dan skalakan ΔH° ke jumlah itu.

5Contoh soal lengkap

Ikuti setiap langkah. Cobalah menebak langkah berikutnya sebelum membukanya.

Contoh soal

Sebuah balok aluminium 100 g (c = 0,897 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) pada 20 °C dalam cangkir berinsulasi. Cari suhu akhir Tf.

1

Cari m · c untuk setiap bagian

Aluminium: 100 · 0,897 = 89,7 J/°C. Air: 200 · 4,18 = 836 J/°C.

Air memerlukan kalor jauh lebih banyak per derajat, sehingga Tf akan dekat dengan 20 °C.

2

Tulis neraca kalor

Kalor yang dilepas aluminium = kalor yang diserap air.

89,7 · (110 − Tf) = 836 · (Tf − 20)
3

Selesaikan untuk Tf

9867 − 89,7·Tf = 836·Tf − 16 720
Tf = (9867 + 16 720) / (89,7 + 836) = 26 587 / 925,7 = 28,7 °C
4

Periksa jawabannya

Kalor yang dilepas aluminium: 89,7 · (110 − 28,7) ≈ 7290 J. Kalor yang diserap air: 836 · (28,7 − 20) ≈ 7290 J. Keduanya sama.

20 °C110 °CTw​Tm​Tf​+q−q

Dan 28,7 °C berada di antara 20 °C dan 110 °C, dekat dengan suhu air, sesuai harapan.

Jawaban

Tf ≈ 28,7 °C

6Kesalahan umum

  • Mencampur J dan kJ. Kalor jenis dalam J, jadi ubah kJ ke J terlebih dahulu.
  • Memakai massa yang salah, misalnya massa logam dengan kalor jenis air.
  • Menulis ΔT sebagai awal dikurangi akhir. Maka tanda q salah.
  • Dalam kalorimeter, menulis kedua ruas sebagai Tf dikurangi suhu awal. Maka satu ruas negatif dan neraca gagal.
  • Lupa koefisien saat menjumlahkan entalpi pembentukan.
  • Menghitung pereaksi dikurangi produk, yang membalik tanda ΔH°.
Tes mandiri 78 kJ kalor ditambahkan ke 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)). Berapa kenaikan suhunya?
  1. 0,0214 °C
  2. 0,0467 °C
  3. 195 °C
  4. 46,7 °C

Jawaban: 46,7 °C. ΔT = q / (m · c) = 78 000 / (400 · 4,18) = 46,7 °C. Membiarkan q dalam kJ menghasilkan 0,0467 °C, melupakan c menghasilkan 78 000 / 400 = 195 °C, dan membalik pecahan menghasilkan 0,0214 °C.

7Seperti apa soal ujiannya

  • Mudah: pemanasan dengan q = m·c·ΔT. Cari kalor untuk menaikkan suhu air di antara dua suhu, atau kenaikan suhu dari kalor tertentu.
  • Sedang: kalorimeter. Balok logam panas dalam air dingin; cari suhu akhir dengan kalor dilepas = kalor diserap.
  • Sulit: entalpi pembentukan. Cari ΔH° pembakaran dari tabel, atau kalor yang dilepas ketika massa tertentu terbakar.

Contoh soal sulit: etanol terbakar dengan ΔH° = −1366,7 kJ/mol. 50 g etanol (M = 46,07 g/mol) adalah 1,085 mol, sehingga melepas 1,085 · 1366,7 ≈ 1483 kJ.

Pelajari selangkah demi selangkah di aplikasiPelajari selangkah demi selangkah di aplikasi

Contoh dengan pembahasan

Contoh 1Mudah
airm = 1000 gT1​ = 30 °C → T2​ = 75 °Cq = ?

Berapa kalor q yang diperlukan untuk memanaskan 1000 g air dari 30 °C menjadi 75 °C? Kalor jenis air adalah 4,18 J/(g·°C). Nyatakan jawaban dalam kJ.

m = 1000 gT1 = 30 °CT2 = 75 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Tentukan q (kJ)

Tampilkan petunjuk
  1. q = m·c·ΔT.
  2. ΔT = 75 − 30 = 45 °C.
  3. Hasilnya dalam J; bagi dengan 1000 untuk mendapatkan kJ.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Kalor yang diperlukan

q = 1000·4,18·45 = 188100 J = 188,1 kJ

Jawaban

q = 188,1 kJ
Contoh 2Sedang
Tf​ = ?Aluminiumm = 50 gT = 120 °Cc = 0,897 J/(g·°C)Airm = 400 gT = 15 °Cc = 4,18 J/(g·°C)

Sebuah balok aluminium bermassa 50 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 120 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 15 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya Tf.

mmetal = 50 gcmetal = 0,897 J/(g·°C)Tmetal = 120 °Cmwater = 400 gTwater = 15 °Ccwater = 4,18 J/(g·°C)

Tentukan Tf (°C)

Tampilkan petunjuk
  1. Kalor yang dilepas logam = kalor yang diterima air.
  2. m₁·c₁·(T₁ − Tf) = m₂·c₂·(Tf − T₂). Selesaikan untuk Tf.
  3. m·c (logam) = 44,85 J/°C, m·c (air) = 1672 J/°C.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Neraca kalor

50·0,897·(120 − Tf) = 400·4,18·(Tf − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (44,85·120 + 1672·15)/(44,85 + 1672) = 17,74 °C

Jawaban

Tf = 17,74 °C
Contoh 3Sulit
H25 g C6​H12​O6​C6​H12​O6​ + 6O₂reaktan6CO₂ + 6H₂O(l)produkq = ?

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 g C6H12O6 (M = 180,16 g/mol) terbakar sempurna: C6H12O6 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C6H12O6) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

Tentukan q (kJ)

Tampilkan petunjuk
  1. ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikali koefisiennya. O₂ adalah unsur, jadi nilainya 0.
  2. produk: 6·(−393,5) + 6·(−285,8) = −4076 kJ.
  3. Bagi ΔH dengan jumlah mol bahan bakar dalam persamaan reaksi, lalu kalikan dengan mol yang dibakar.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Entalpi reaksi

ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−285,8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/180,16 = 0,1388 mol
q = n·|ΔH°/1| = 0,1388·2802 = 388,8 kJ

Jawaban

q = 388,8 kJ

Tanya jawab

Apa itu Kalorimetri & entalpi?

Memanaskan 1 kg air sebesar 10 °C memerlukan energi lebih banyak daripada memanaskan 1 kg besi sebesar 10 °C. Setiap zat memiliki kalor jenis c sendiri: kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g sebesar 1 °C.

Untuk air, c = 4,18 J/(g·°C). Untuk aluminium 0,897 J/(g·°C), untuk timbal hanya 0,129 J/(g·°C). Air sulit dipanaskan, logam mudah.

Bagaimana cara menyelesaikan soal Kalorimetri & entalpi langkah demi langkah?

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Apa kesalahan yang sering terjadi pada Kalorimetri & entalpi?
  • Gunakan perubahan suhu ΔT = T₂ − T₁, bukan suhu akhirnya.
  • Suhu akhir bukan rata-rata: setiap sisi diperhitungkan dengan massa dikali kalor jenisnya (m·c).
  • Sertakan kalor jenisnya: air menyimpan kalor per gram jauh lebih banyak daripada logam.
Apa saja yang dilatih dalam soal Kalorimetri & entalpi?
  • Mudah: pemanasan dengan q = m·c·ΔT
  • Sedang: kalorimeter
  • Sulit: entalpi pembentukan

Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya. Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.

Cara kerja latihan

  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Kemajuan, kesalahan, dan soal tersimpan Anda disimpan, sehingga Anda dapat mengulasnya sebelum ujian.

Topik sebelum dan sesudah ini

Pelajari dulu

Stoikiometri

Kalkulator

Kalkulator kalor jenis (q = mcΔT)

Mata kuliah dengan topik ini

Kimia DasarLatihan ujian FE Chemical

Topik lain di Ilmu alam

StoikiometriMolaritas & pengenceranKesetimbangan kimiapH & larutan penyanggaGenetikaBiologi sel

Lembar kerja yang dapat dicetak

Lembar kerja Kalorimetri & entalpi dengan jawaban
Berlatih Kalorimetri & entalpi secara gratisBerlatih Kalorimetri & entalpi sekarang5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.