Contoh Soal Pilihan Ganda IPA Kelas 7 Bab 4: Kalor dan Perpindahannya Beserta Pembahasan Lengkap
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah mata pelajaran yang membuka wawasan kita tentang fenomena di sekitar. Salah satu bab penting yang akan Anda pelajari di kelas 7 adalah tentang Kalor dan Perpindahannya. Konsep kalor sangat relevan dengan kehidupan sehari-hari, mulai dari memasak air hingga cara kerja lemari es. Memahami bab ini tidak hanya membantu Anda meraih nilai bagus, tetapi juga menjelaskan banyak hal yang Anda alami setiap hari.
Bab 4 IPA kelas 7 umumnya membahas tentang:
- Pengertian Kalor dan Suhu: Membedakan antara suhu sebagai ukuran derajat panas/dingin benda dan kalor sebagai bentuk energi yang berpindah.
- Pengaruh Kalor Terhadap Benda: Bagaimana kalor dapat mengubah suhu benda dan juga mengubah wujud benda.
- Perpindahan Kalor: Tiga mekanisme utama perpindahan kalor: konduksi, konveksi, dan radiasi.
- Pemanfaatan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari: Aplikasi konsep kalor dalam teknologi dan alat rumah tangga.
Untuk membantu Anda menguji pemahaman dan mempersiapkan diri menghadapi ulangan, berikut adalah kumpulan contoh soal pilihan ganda tentang Kalor dan Perpindahannya, lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasan mendalam.
Kumpulan Soal Pilihan Ganda dan Pembahasan
1. Pengertian Kalor dan Suhu
Soal 1:
Perbedaan utama antara suhu dan kalor adalah…
A. Suhu adalah energi, sedangkan kalor adalah ukuran derajat panas.
B. Suhu adalah ukuran derajat panas atau dingin benda, sedangkan kalor adalah energi yang berpindah.
C. Suhu dapat diukur dengan termometer, sedangkan kalor tidak dapat diukur.
D. Suhu adalah satuan energi, sedangkan kalor adalah besaran pokok.
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Suhu adalah besaran yang menunjukkan derajat panas atau dingin suatu benda. Suhu berkaitan dengan energi kinetik rata-rata partikel-partikel penyusun benda. Semakin tinggi suhu, semakin cepat gerakan partikelnya.
- Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah akibat adanya perbedaan suhu. Kalor adalah energi yang sedang dalam proses transfer.
- Pilihan A salah karena kebalikannya. Pilihan C salah karena kalor dapat diukur (misalnya dalam Joule atau kalori) dan dihitung. Pilihan D salah karena suhu bukan satuan energi dan kalor bukan besaran pokok (kalor adalah besaran turunan dari energi).
Soal 2:
Satuan internasional (SI) untuk kalor adalah…
A. Kalori
B. Celsius
C. Joule
D. Kelvin
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Joule (J) adalah satuan internasional (SI) untuk energi, termasuk kalor. Ini adalah satuan standar yang digunakan dalam fisika.
- Kalori (cal) adalah satuan kalor yang juga umum digunakan, terutama dalam konteks gizi (kilokalori atau kkal). Hubungan antara Joule dan kalori adalah 1 kalori ≈ 4,184 Joule.
- Celsius (°C) dan Kelvin (K) adalah satuan untuk mengukur suhu, bukan kalor. Kelvin adalah satuan SI untuk suhu.
2. Pengaruh Kalor Terhadap Benda
Soal 3:
Ketika sebuah benda menerima kalor, ada dua kemungkinan yang bisa terjadi pada benda tersebut, yaitu…
A. Suhu benda naik atau massa benda bertambah.
B. Massa benda berkurang atau wujud benda berubah.
C. Suhu benda naik atau wujud benda berubah.
D. Suhu benda tetap atau volume benda berkurang.
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Suhu benda naik: Jika kalor yang diterima benda digunakan untuk meningkatkan energi kinetik rata-rata partikel-partikel penyusun benda, maka suhu benda akan naik. Ini terjadi jika benda tidak sedang mengalami perubahan wujud.
- Wujud benda berubah: Jika benda sedang berada pada titik lebur atau titik didihnya, kalor yang diterima tidak akan menaikkan suhu, melainkan digunakan untuk memutuskan ikatan antar partikel sehingga terjadi perubahan wujud (misalnya melebur dari padat ke cair, atau menguap dari cair ke gas). Kalor yang digunakan untuk perubahan wujud ini disebut kalor laten.
- Massa benda tidak akan berubah karena menerima kalor (pilihan A dan B salah). Volume benda umumnya akan bertambah (memuai) jika suhunya naik, bukan berkurang (pilihan D salah).
Soal 4:
Proses perubahan wujud zat dari cair menjadi gas yang terjadi di seluruh bagian zat dan disertai pembentukan gelembung-gelembung uap disebut…
A. Menguap
B. Mendidih
C. Mengembun
D. Menyublim
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Mendidih adalah proses penguapan yang terjadi secara cepat di seluruh bagian zat cair pada suhu tertentu (titik didih), ditandai dengan pembentukan gelembung-gelembung uap.
- Menguap adalah perubahan wujud dari cair menjadi gas yang dapat terjadi pada suhu berapapun di bawah titik didih, biasanya hanya terjadi di permukaan zat cair (misalnya air dijemur mengering). Mendidih adalah bentuk spesifik dari menguap.
- Mengembun adalah perubahan wujud dari gas menjadi cair.
- Menyublim adalah perubahan wujud dari padat menjadi gas tanpa melalui fase cair.
3. Perpindahan Kalor
Soal 5:
Perpindahan kalor yang terjadi melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat perantaranya disebut…
A. Konveksi
B. Radiasi
C. Konduksi
D. Absorpsi
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Konduksi adalah perpindahan kalor melalui medium padat. Energi panas ditransfer dari partikel ke partikel melalui getaran tanpa partikel itu sendiri berpindah tempat. Contoh: ujung sendok yang panas ketika digunakan mengaduk kopi panas.
- Konveksi adalah perpindahan kalor melalui aliran zat perantara (fluida: zat cair atau gas) yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh: air mendidih dalam panci.
- Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium perantara, melalui gelombang elektromagnetik. Contoh: panas dari api unggun atau sinar matahari.
- Absorpsi adalah proses penyerapan sesuatu, dalam konteks ini penyerapan kalor, bukan cara perpindahan kalor.
Soal 6:
Contoh peristiwa perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari adalah…
A. Panas matahari sampai ke bumi.
B. Ujung sendok logam menjadi panas saat digunakan mengaduk teh panas.
C. Terjadinya angin darat dan angin laut.
D. Pakaian menjadi kering saat dijemur di bawah sinar matahari.
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Terjadinya angin darat dan angin laut: Ini adalah contoh klasik konveksi. Udara yang panas menjadi lebih ringan dan naik, sementara udara dingin yang lebih berat turun, menciptakan aliran atau sirkulasi udara (arus konveksi).
- Panas matahari sampai ke bumi: Ini adalah contoh radiasi, karena panas berpindah melalui ruang hampa tanpa medium.
- Ujung sendok logam menjadi panas: Ini adalah contoh konduksi, karena panas merambat melalui logam tanpa partikel logamnya berpindah.
- Pakaian menjadi kering: Ini melibatkan penguapan (perubahan wujud) yang dipercepat oleh panas dari radiasi matahari dan aliran udara (konveksi), tetapi proses utama pengeringan itu sendiri bukan hanya perpindahan kalor secara konveksi dari panas ke pakaian.
Soal 7:
Mengapa pegangan panci atau wajan seringkali terbuat dari bahan seperti plastik atau kayu?
A. Bahan tersebut mudah dibentuk.
B. Bahan tersebut adalah konduktor panas yang baik.
C. Bahan tersebut adalah isolator panas yang baik.
D. Bahan tersebut ringan dan murah.
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Isolator panas yang baik adalah bahan yang tidak mudah menghantarkan panas. Plastik dan kayu adalah contoh isolator yang baik. Dengan menggunakan isolator sebagai pegangan, panas dari bagian panci yang bersentuhan langsung dengan api tidak akan mudah merambat ke tangan kita, sehingga tangan tidak kepanasan.
- Pilihan A, B, dan D tidak relevan dengan fungsi utama pegangan panci sebagai penahan panas. Jika terbuat dari konduktor (pilihan B), tangan kita akan terbakar.
Soal 8:
Perpindahan kalor yang tidak memerlukan medium perantara dan terjadi melalui gelombang elektromagnetik disebut…
A. Konduksi
B. Konveksi
C. Radiasi
D. Refraksi
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Radiasi adalah satu-satunya cara perpindahan kalor yang dapat terjadi di ruang hampa, karena energi dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik (seperti inframerah, cahaya tampak, dll.). Contoh paling jelas adalah panas dari matahari yang sampai ke bumi.
- Refraksi adalah pembelokan cahaya saat melewati dua medium yang berbeda kerapatannya, tidak berkaitan dengan perpindahan kalor.
Soal 9:
Permukaan benda yang berwarna gelap cenderung…
A. Memantulkan kalor lebih banyak.
B. Menyerap kalor lebih banyak.
C. Mengurangi radiasi kalor.
D. Mempercepat konduksi kalor.
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Benda dengan permukaan gelap dan kusam adalah penyerap (absorber) kalor radiasi yang baik, dan juga pemancar (emitor) kalor radiasi yang baik. Oleh karena itu, benda gelap akan menyerap lebih banyak kalor dari lingkungannya (misalnya dari matahari) dibandingkan benda terang atau mengkilap.
- Sebaliknya, permukaan terang dan mengkilap cenderung memantulkan kalor lebih banyak.
4. Pemanfaatan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari
Soal 10:
Termos air panas didesain sedemikian rupa untuk menjaga suhu air di dalamnya tetap panas dalam waktu lama. Desain termos ini menerapkan prinsip untuk…
A. Memaksimalkan perpindahan kalor secara konduksi.
B. Meminimalkan ketiga cara perpindahan kalor (konduksi, konveksi, radiasi).
C. Hanya mencegah perpindahan kalor secara radiasi.
D. Hanya mencegah perpindahan kalor secara konveksi.
Kunci Jawasan: B
Pembahasan:
Termos dirancang untuk menjadi isolator panas yang sangat efektif dengan meminimalkan ketiga bentuk perpindahan kalor:
- Vakum (ruang hampa) antara dinding ganda: Mencegah konduksi dan konveksi karena tidak ada medium untuk perpindahan kalor.
- Lapisan perak/mengkilap pada dinding: Memantulkan radiasi kalor masuk atau keluar, sehingga meminimalkan perpindahan kalor secara radiasi.
- Tutup termos yang rapat (biasanya dari gabus/plastik): Mencegah konveksi udara keluar masuk dan juga konduksi melalui tutup.
Jadi, tujuan utamanya adalah meminimalkan semua jenis perpindahan kalor.
Soal 11:
Alat pemanas air listrik (water heater) bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi…
A. Cahaya
B. Kimia
C. Mekanik
D. Kalor
Kunci Jawaban: D
Pembahasan:
- Alat pemanas air listrik menggunakan elemen pemanas yang terbuat dari bahan resistif. Ketika arus listrik mengalir melaluinya, terjadi hambatan yang menyebabkan elemen tersebut menjadi panas. Panas inilah yang kemudian ditransfer ke air. Jadi, energi listrik diubah menjadi energi kalor.
Soal 12:
Mengapa di daerah pegunungan yang dingin, penduduk sering menggunakan pakaian tebal dan berlapis-lapis?
A. Pakaian tebal adalah konduktor panas yang baik.
B. Pakaian berlapis menciptakan lapisan udara yang berfungsi sebagai isolator.
C. Pakaian tebal memantulkan panas tubuh keluar.
D. Pakaian berlapis memudahkan gerakan tubuh.
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Udara adalah isolator panas yang buruk (konduktor panas yang sangat buruk). Ketika kita memakai pakaian tebal atau berlapis-lapis, udara terperangkap di antara serat-serat kain dan di antara lapisan pakaian. Lapisan udara yang terperangkap ini bertindak sebagai isolator, mencegah kalor dari tubuh kita berpindah keluar ke lingkungan yang dingin, sehingga tubuh tetap hangat.
Soal 13:
Ketika kita mencampur air panas dengan air dingin, maka kalor akan berpindah dari air panas ke air dingin hingga mencapai suhu setimbang. Peristiwa ini menunjukkan bahwa kalor selalu berpindah dari…
A. Benda dengan volume lebih besar ke volume lebih kecil.
B. Benda dengan massa lebih besar ke massa lebih kecil.
C. Benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.
D. Benda yang lebih padat ke benda yang kurang padat.
Kunci Jawaban: C
Pembahasan:
- Prinsip fundamental perpindahan kalor adalah bahwa energi kalor selalu berpindah secara spontan dari daerah dengan suhu lebih tinggi ke daerah dengan suhu lebih rendah. Perpindahan ini akan terus berlangsung hingga kedua benda atau sistem mencapai kesetimbangan termal, yaitu memiliki suhu yang sama. Pilihan A, B, dan D tidak menentukan arah perpindahan kalor.
Soal 14:
Sebuah jendela rumah dibuat dengan kaca ganda yang di antaranya terdapat ruang hampa atau diisi gas argon. Tujuan pembuatan jendela seperti ini adalah…
A. Agar jendela lebih kuat dan tidak mudah pecah.
B. Untuk mengurangi perpindahan kalor dari dalam atau keluar rumah.
C. Untuk meningkatkan pencahayaan di dalam rumah.
D. Agar suara dari luar tidak masuk ke dalam rumah.
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Jendela kaca ganda (double-pane window) dengan ruang hampa atau gas argon di antaranya adalah teknologi yang dirancang untuk isolasi termal. Ruang hampa atau gas argon (yang merupakan konduktor panas yang buruk) berfungsi sebagai isolator yang sangat baik, meminimalkan perpindahan kalor baik secara konduksi maupun konveksi melalui jendela. Ini membantu menjaga suhu di dalam ruangan tetap stabil (hangat di musim dingin dan dingin di musim panas) dan menghemat energi. Meskipun juga dapat sedikit mengurangi transmisi suara, tujuan utamanya adalah isolasi termal.
Soal 15:
Pada proses memasak air, bagian bawah panci yang bersentuhan langsung dengan api akan menjadi panas terlebih dahulu, kemudian panas tersebut menyebar ke seluruh air. Perpindahan panas dari panci ke air yang menyebabkan air di bagian bawah naik dan air dingin di atas turun adalah contoh dari…
A. Konduksi
B. Konveksi
C. Radiasi
D. Evaporasi
Kunci Jawaban: B
Pembahasan:
- Ketika air dipanaskan dari bawah, air di bagian bawah menjadi panas, memuai, dan menjadi lebih ringan, lalu naik. Air yang lebih dingin dan lebih berat di bagian atas kemudian turun mengisi tempat air panas yang naik. Proses sirkulasi ini yang membawa panas ke seluruh volume air adalah perpindahan kalor secara konveksi.
- Konduksi terjadi dari api ke dasar panci, dan dari dasar panci ke lapisan air paling bawah.
- Evaporasi adalah penguapan.
Tips Tambahan untuk Mempelajari Bab Kalor:
- Pahami Konsep Dasar: Jangan hanya menghafal definisi. Coba pahami mengapa kalor berpindah, apa bedanya dengan suhu, dan mengapa benda memuai atau berubah wujud.
- Visualisasikan: Bayangkan partikel-partikel bergerak dan bertumbukan (konduksi), atau aliran fluida (konveksi). Ini akan membantu Anda memahami prosesnya.
- Hubungkan dengan Kehidupan Sehari-hari: Perhatikan fenomena di sekitar Anda. Mengapa es mencair? Mengapa sendok menjadi panas? Mengapa kita merasa hangat di dekat api? Menghubungkan konsep dengan pengalaman nyata akan membuat belajar lebih menarik dan mudah diingat.
- Gambar Diagram: Buat sketsa sederhana untuk menjelaskan konduksi, konveksi, dan radiasi. Gambar arah perpindahan panasnya.
- Latihan Soal: Semakin banyak Anda berlatih soal, semakin terbiasa Anda dengan berbagai jenis pertanyaan dan cara penyelesaiannya.
- Diskusikan: Bertukar pikiran dengan teman atau bertanya kepada guru jika ada konsep yang masih membingungkan.
Dengan memahami konsep-konsep dasar tentang kalor dan perpindahannya, serta rajin berlatih soal, Anda pasti akan menguasai bab ini dengan baik. Semoga artikel ini bermanfaat dalam perjalanan belajar IPA Anda!