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 ….

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

Belajar bareng Champions

Brain Academy Champions

Hanya di Brain Academy

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

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 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

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

5.0

Jawaban terverifikasi