Pertanyaan

Perhatikan gambar berikut! Terdapat tiga batang logam yang berbeda jenis dengan suhu yang berbeda–beda. Ketiga batang tersebut memiliki panjang dan luas penampang yang sama. Jika konduktivitas termal pada batang bersuhu 100 ∘ C , 20 ∘ C , dan 0 ∘ C berturut–turut adalah k 1 , k 2 ,dan k 3 , dimana hubungannya adalah k 1 = 2 k 2 = 3 k 3 . Besar suhu sambungan ketiga batang tersebut adalah ....

Perhatikan gambar berikut!

Terdapat tiga batang logam yang berbeda jenis dengan suhu yang berbeda–beda. Ketiga batang tersebut memiliki panjang dan luas penampang yang sama. Jika konduktivitas termal pada batang bersuhu $100^{\circ} C$ , $20^{\circ} C$ , dan $0^{\circ} C$ berturut–turut adalah $k_{1}$ , $k_{2}$ , dan $k_{3}$ , dimana hubungannya adalah $k_{1} = 2 k_{2} = 3 k_{3}$ . Besar suhu sambungan ketiga batang tersebut adalah .... $\;\;$

$40^{\circ} C$
$50^{\circ} C$
$60^{\circ} C$
$80^{\circ} C$
$100^{\circ} C$

D. Kusumawardhani

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah C.

Pembahasan

Diketahui: T 1 = 100 ∘ C T 2 = 20 ∘ C T 3 = 0 ∘ C k 1 = 2 k 2 = 3 k 3 Ditanya: Suhu sambungan ketiga batang? Jawab: Gunakan konsep laju aliran kalor secara konduksi. Pada batang pertama ini mengalir kalor persatuan waktu tertentu. Kemudian, terbagi menjadi dua, sehingga ada kalor yang mengalir ke batang 2 dan ada yang mengalir ke batang 3, dimana jumlah kalor yang mengalir pada batang 2 dan 3 per satuan waktu akan sama dengan kalor yang mengalir pada batang 1. Kemudian subtitusikan nilai-nilai yang diketahui pada soal, sehingga k 1 △ T 1 2 k 2 ( 100 − T c ) 200 − 2 T c 200 + 20 220 T c T c = = = = = = = k 2 △ T 2 + k 3 △ T 3 k 2 ( T c − 20 ) + 3 2 k 2 ( T c − 0 ) T c − 20 + 3 2 T c ( 1 + 3 2 + 2 ) T c 3 11 T c 11 220 × 3 60 ∘ C Suhu sambungan pada ketiga batang adalah 60 ∘ C . Jadi, jawaban yang tepat adalah C .

Diketahui:

$T_{1} = 100^{\circ} C T_{2} = 20^{\circ} C T_{3} = 0^{\circ} C k_{1} = 2 k_{2} = 3 k_{3}$

Ditanya:
Suhu sambungan ketiga batang?

Jawab:

Gunakan konsep laju aliran kalor secara konduksi. Pada batang pertama ini mengalir kalor persatuan waktu tertentu. Kemudian, terbagi menjadi dua, sehingga ada kalor yang mengalir ke batang 2 dan ada yang mengalir ke batang 3, dimana jumlah kalor yang mengalir pada batang 2 dan 3 per satuan waktu akan sama dengan kalor yang mengalir pada batang 1.

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 1 end cell equals cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 plus open parentheses Q over t close parentheses subscript 3 end cell row cell fraction numerator k subscript 1 A increment T subscript 1 over denominator L end fraction end cell equals cell fraction numerator k subscript 2 A increment T subscript 2 over denominator L end fraction plus fraction numerator k subscript 3 A increment T subscript 3 over denominator L end fraction end cell row cell k subscript 1 increment T subscript 1 end cell equals cell k subscript 2 increment T subscript 2 plus k subscript 3 increment T subscript 3 end cell end table end style$

Kemudian subtitusikan nilai-nilai yang diketahui pada soal, sehingga

$k_{1} △ T_{1} 2 k_{2} (100 - T_{c}) 200 - 2 T_{c} 200 + 20 220 T_{c} T_{c} = = = = = = = k_{2} △ T_{2} + k_{3} △ T_{3} k_{2} (T_{c} - 20) + \frac{2}{3} k_{2} (T_{c} - 0) T_{c} - 20 + \frac{2}{3} T_{c} (1 + \frac{2}{3} + 2) T_{c} \frac{11}{3} T_{c} \frac{220 \times 3}{11} 60^{\circ} C$

Suhu sambungan pada ketiga batang adalah $60^{\circ} C$ .

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Sebuah mangkuk aluminium berbentuk setengah bola dengan diameter 28 cm berisi penuh cairan raksa. Jika mangkuk beserta raksa dipanaskan sampai suhunya 90 º C, volume raksa yang tumpah sebesar …. (koef...

5.0

Jawaban terverifikasi

Pada gelas berisi 200 gram air bersuhu 20 °C, dimasukkan 50 gram es bersuhu -2 °C. Diketahui kalor jenis air 1 kal / g ∘ C , kalor jenis es 0 , 5 kal / g ∘ C , dan kalor lebur es 80 kal/g.Jika hanya t...

0.0

Jawaban terverifikasi

Selisih titik didih dengan titik beku termometer X adalah 160 o X, sedangkan selisih titik didih dengan titik beku termometer Y adalah 480 o Y. Jikatitik beku termometer X sepertiga titik beku termome...

5.0

Jawaban terverifikasi

Dua buah batang A dan B masing-masing panjangnya 1 m terpisah sejauh 2 cm. Diketahui suhu awal kedua batang tersebut adalah 25 o C serta perbandingan koefisien muai panjang batang A danB adalah 2 ...

5.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah bola yang terbuat dari baja mempunyai volume awal sebesar V 0 . Bola tersebut dipanaskan hingga menghasilkan perubahan suhu sebesar Δ T dan pertambahan volumenya sebesar Δ V . Untuk menghasilka...

5.0

Jawaban terverifikasi