Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Dua Logam - Pada kesempatan kali ini aku akan membahas pola soal wacana perpindahan kalor secara konduksi. Bagaimana cara memilih suhu sambungan pada logam yang mempunyai panjang yang sama dan berbeda. Baik Langsung saja kita mulai.
 |
| Sumber : www.sciencenewsforstudents.org |
Konduksi panas atau konduksi termal yaitu perpindahan energi berupa kalor pada suatu penghantar tanpa disertai dengan perpindahan materi dari penghantar tersebut.
Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Lengkap Dengan Konsep
Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Lengkap Dengan Konsep
Contohnya yaitu ketika Anda mengaduk teh yang panas memakai sendok maka usang kelamaan Anda akan mencicipi panas pada ujung pegangan sendok tersebut, Contoh lain yaitu misalkan kita mengkremasi besi di salah satu ujungnya maka usang kelamaan ujung yang satunya akan terasa panas pula. Peristiwa ini disebut dengan perpindahan panas secara konduksi.
Laju perpindahan kalor secara konduksi sanggup dihitung memakai rumus berikut
Energi yang ditransferkan secara induksi melalui dua logam penghantar yang mempunyai suhu berbeda terjadi ketika kedua logam penghantar tersebut mengalami kontak termal. Pada ketika kondisi Steady State, laju perpindahan energi melalui logam penghantar satu sama dengan laju perpindahan energi melalui logam penghantar kedua. Maka diperoleh
Keterangan:
H yaitu Laju perpindahan kalor (J/s atau Watt)
Q yaitu kalor (J atau Kal)
t yaitu waktu (sekon)
k yaitu konduktivitas termal (W/mK)
A yaitu luas penampang (m^2)
∆T yaitu perubahan suhu (°C atau K)
L yaitu panjang logam penghantar (m)
Penting : ∆T yaitu suhu tinggi - suhu rendah
#Menentukan Suhu Sambungan Dua Batang Yang Berbeda dan Ukurannya Sama
1. Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Logam
Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas yang sama di disambungkan menjadi satu ibarat pada gambar di bawah ini. Diketahui koefisien termal batang penghantar kedua yaitu 3 kali koefisien konduksi termal batang pertama.
Jika pada ujung batang pertama dipanaskan sehingga suhu pada batang pertama yaitu 120 °C dan suhu pada batang kedua yaitu 20 °C, maka tentukanlah suhu pada sambungan kedua batang penghantar?
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem untuk mengilustrasikan perpindahan kalor pada dua logam penghantar di atas
Penjelasan ∆T
- Karena suhu T1 > Ts artinya T1 suhunya lebih tinggi dari pada Ts; maka ∆T1 = T1 – Ts
- Suhu Ts > T2 artinya Ts suhunya lebih tinggi dari pada T2; maka ∆T1 = Ts – T2
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
L1 = L2 (Panjangnya sama)
A1 = A2 (Luasnya sama)
k2 = 3 k1
T1 = 120 °C
T2 = 20 °C
Ditanya : tentukanlah suhu pada sambungan kedua batang penghantar?
Langkah 3 : Gunakan Konsep dan Rumus yang sesuai
Rumus Perpindahan Kalor Secara Konduksi pada dua batang logam
Karena perpindahan kalor melalui penghantar tanpa disertai dengan perpindahan materi, maka proses perpindahan kalor ini merupakan insiden konduksi. Besarnya laju perpindahan kalor sanggup dihitung memakai rumus.
Energi yang ditransferkan secara induksi melalui dua logam penghantar yang mempunyai suhu berbeda terjadi ketika kedua logam penghantar tersebut mengalami kontak termal. Pada ketika kondisi Steady State, laju perpindahan energi melalui logam penghantar satu sama dengan laju perpindahan energi melalui logam penghantar kedua. Maka diperoleh
Langkah terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
A1 = A2 ; L1 = L2 dan K2 = 3 K1 maka kita sanggup mencoret nilai yang sama pada kedua ruas
Jadi, suhu pada sambungan kedua batang penghantar yaitu 45 °C
2. Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Logam
Dua batang logam A dan B yang mempunyai ukuran yang sama disambungkan satu sama lain pada salah satu ujungnya ibarat pada gambar di bawah ini. Jika suhu ujung bebas logam A yaitu 210 °C dan pada ujung bebas logam B yaitu 30 °C dan koefisien konduksi kalor logam A yaitu dua kali koefisien konduksi logam B, maka tentukanlah suhu pada sambungan kedua logam tersebut?
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem untuk mengilustrasikan perpindahan kalor pada dua logam penghantar di atas
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
La = La (Panjangnya sama)
Aa = Ab (Luasnya sama)
ka = 2 kb
Ta = 210 °C
Tb = 30 °C
Ditanya : tentukanlah suhu pada sambungan kedua batang penghantar?
Langkah 3 : Gunakan Konsep dan Rumus yang sesuai
Rumus Perpindahan Kalor Secara Konduksi pada dua batang logam
Langkah terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Aa = Ab ; La = Lb dan Ka = 2 Kb maka kita sanggup mencoret nilai yang sama pada kedua ruas
Jadi, suhu pada sambungan kedua batang penghantar yaitu 150 °C
#Menentukan Suhu Sambungan Dua Batang Yang Berbeda dan Ukurannya Berbeda
3. Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Logam
Dua buah batang logam P dan Q dengan suhu ujung-ujung berbeda ibarat pada gambar di bawah ini. Apabila koefisien konduktivitas logam P yaitu ½ kali koefisien konduktivitas logam Q dan panjang batang logam Q yaitu dua kali panjang logam P maka, tentukan suhu sambungan kedua logam?
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem untuk mengilustrasikan perpindahan kalor pada dua logam penghantar di atas
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
Lq = 2 Lp (Panjangnya Berbeda)
Ap = Aq (Luasnya sama)
kp = ½ kq
maka kq = 2 kp
Tp = 110 °C
Tb = 40 °C
Ditanya : tentukan suhu sambungan kedua logam?
Langkah 3 : Gunakan Konsep dan Rumus yang sesuai
Rumus Perpindahan Kalor Secara Konduksi pada dua batang logam
Langkah terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Ap = Aq ; Lq = 2 Lp dan kq = 2 kp maka kita sanggup mencoret nilai yang sama pada kedua ruas
Jadi, suhu pada sambungan kedua batang penghantar yaitu 150 °C
Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Disertai Perubahan Wujud Zat
4. Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Logam
Dua batang penghantar mempunyai luas yang sama tetapi panjang batang pertama yaitu 2/3 kali panjang batang kedua. Kemudian kedua batang penghantar tersebut di disambungkan menjadi satu ibarat pada gambar di bawah ini. Diketahui koefisien termal batang penghantar kedua yaitu 2 kali koefisien konduksi termal batang pertama.
Jika pada ujung batang pertama dipanaskan sehingga suhu pada batang pertama yaitu 200 °C dan suhu pada batang kedua yaitu 300 °C, maka tentukanlah suhu pada sambungan kedua batang penghantar?
Jawab :
Langkah 1 : Gambarkan sistem untuk mengilustrasikan perpindahan kalor pada dua logam penghantar di atas
Langkah 2 : Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
L1 = 2/3 L2 (Panjangnya Berbeda)
A1 = A2 (Luasnya sama)
k2 = 2 k1
T1 = 100 °C
T1 = 150 °C
Ditanya : tentukan suhu sambungan kedua logam?
Langkah 3 : Gunakan Konsep dan Rumus yang sesuai
Rumus Perpindahan Kalor Secara Konduksi pada dua batang logam
Langkah terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
A1 = A2 ; L1 = 2/3 L2 dan k2 = 2 k1 maka kita sanggup mencoret nilai yang sama pada kedua ruas
Jadi, suhu pada sambungan kedua batang penghantar yaitu 128,57 °C
Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black
Itulah artikel tentang Contoh Soal Dan Pembahasan Perpindahan Kalor Secara Konduksi Pada Dua Logam. biar artikel ini sanggup bermanfaat untuk kita semua. terimakasih telah berkunjung, bila Anda suka dengan artikel ini silahkan klik like dan share artikel ini bila perlu. Jika Anda tidak ingin ketinggalan updatetan artikel terbaru silahkan Follow blog ini dan selamat belajar.
