Pertanyaan

Perhatikan gambar dibawah ini. Terdapat tiga batang logam yang berbeda jenis tetapi panjang dan luas penampang batang adalah sama. Diketahui bahwa T 1 = 10 0 o C d an T 4 = 2 0 o C . Jika k p = 2 k Q = 3 k R , maka besarnya T 2 d an T 3 berturut – turut adalah ….

Perhatikan gambar dibawah ini.

Terdapat tiga batang logam yang berbeda jenis tetapi panjang dan luas penampang batang adalah sama. Diketahui bahwa $T_{1} = 10 0^{o} C d an T_{4} = 2 0^{o} C$ . Jika $k_{p} = 2 k_{Q} = 3 k_{R}$ , maka besarnya $T_{2} d an T_{3}$ berturut – turut adalah ….

$T_{2} = 86, 6 7^{\circ} C dan T_{3} = 6 0^{\circ} C$

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

T. Kak

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Pembahasan

Pada kasus ini, karena ketiga batang tersebut disambungkan, maka laju aliran kalor pada batang P sama dengan laju aliran kalor pada batang Q dan juga batang R. Jika ditulis secara matematis, maka persamaannya menjadi: Akan tetapi, karena suhu sambungan pada tiap batang belum diketahui, maka bisa ditinjau terlebih dahulu antara batang P dengan Q, maka: karena panjang dan luas batang sama, maka dapat dicoret dari persamaan, sehingga persamaannya menjadi: Kemudian tinjau antara batang Q dengan batang R, maka: k Q △ T Q = k R △ T R k Q ( T 2 − T 3 ) = 3 2 k Q ( T 3 − 20 ) T 2 − T 3 = 3 2 T 3 − 3 40 T 2 = 3 5 T 3 − 3 40 ...... ( 2 ) Subtitusikan persamaan 1 dan persamaan 2, maka: T 3 = 3 T 2 − 200 T 3 = 3 ( 3 5 T 3 − 3 40 ) − 200 T 3 = 5 T 3 − 40 − 200 4 T 3 = 240 T 3 = 6 0 ∘ C Selanjutnya, untuk mencari maka bisa menggunakan persamaan 2, sehingga: T 2 = 3 5 T 3 − 3 40 T 2 = 3 5 ( 60 ) − 3 40 T 2 = 86 , 6 7 ∘ C Sehingga, besar T 2 = 86 , 6 7 ∘ C dan T 3 = 6 0 ∘ C . Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

Pada kasus ini, karena ketiga batang tersebut disambungkan, maka laju aliran kalor pada batang P sama dengan laju aliran kalor pada batang Q dan juga batang R. Jika ditulis secara matematis, maka persamaannya menjadi:

open parentheses Q over t close parentheses subscript p equals open parentheses Q over t close parentheses subscript Q equals open parentheses Q over t close parentheses subscript R

Akan tetapi, karena suhu sambungan pada tiap batang belum diketahui, maka bisa ditinjau terlebih dahulu antara batang P dengan Q, maka:

$fraction numerator k subscript P A capital delta T subscript P over denominator L end fraction equals fraction numerator k subscript Q A capital delta T subscript Q over denominator L end fraction$

karena panjang dan luas batang sama, maka dapat dicoret dari persamaan, sehingga persamaannya menjadi:

Kemudian tinjau antara batang Q dengan batang R, maka:

$k_{Q} △ T_{Q} = k_{R} △ T_{R} k_{Q} (T_{2} - T_{3}) = \frac{2}{3} k_{Q} (T_{3} - 20) T_{2} - T_{3} = \frac{2}{3} T_{3} - \frac{40}{3} T_{2} = \frac{5}{3} T_{3} - \frac{40}{3} ...... (2)$

Subtitusikan persamaan 1 dan persamaan 2, maka:

$T_{3} = 3 T_{2} - 200 T_{3} = 3 (\frac{5}{3} T_{3} - \frac{40}{3}) - 200 T_{3} = 5 T_{3} - 40 - 2004 T_{3} = 240 T_{3} = 6 0^{\circ} C$

Selanjutnya, untuk mencari T subscript 2 maka bisa menggunakan persamaan 2, sehingga:

$T_{2} = \frac{5}{3} T_{3} - \frac{40}{3} T_{2} = \frac{5}{3} (60) - \frac{40}{3} T_{2} = 86, 6 7^{\circ} C$

Sehingga, besar $T_{2} = 86, 6 7^{\circ} C dan T_{3} = 6 0^{\circ} C .$ Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

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

5.0 (2 rating)

Pertanyaan serupa

Batang besi homogen sepanjang 2 m salah satu ujungnya dipanasi hingga perbedaan suhu antara kedua ujung batang adalah 25 ∘ C . Jika besi tersebut memiliki luas penampang 15 c m 2 dengan konduktivitas ...

5.0

Jawaban terverifikasi

Berikut merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi perpindahan kalor secara konduksi pada sebatang logam, kecuali ….

4.5

Jawaban terverifikasi

Dua buah plat logam terhubung seperti pada gambar. Jika luas A = 80 c m 2 , L 1 = L 2 = 3 mm , T 1 = 10 0 o C , T 2 = 0 o C . Konduktivitas plat 1 (sebelah kiri) = 48,1 W/m.K dan kondukt...

0.0

Jawaban terverifikasi

Batang logam yang sama ukurannya tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar berikut. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II maka suhu pada sam...

5.0

Jawaban terverifikasi

Dua buah plat logam terhubung seperti pada gambar. Jika luas A = 80 c m 2 , L 1 = L 2 = 3 mm , T 1 = 10 0 o C , T 2 = 0 o C . Konduktivitas plat 1 (sebelah kiri) = 48,1 W/m.K dan kondukt...

0.0

Jawaban terverifikasi