Sebuah batang tembaga memiliki panjang 2 m.Ujung A berada pada balok es, sedangkan ujung B berada pada air mendidih seperti pada gambar. Kemudian, terdapat sumber panas yang suhunya 200°C diletakkan di titik C. Akibatnya, kalor mengalir dari titik C ke ujung A maupun ke ujung B sedemikian sehingga dalam waktu yang sama jumlah es yang mencair sama dengan jumlah air yang menjadi uap. Jika tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, rasio panjang AC terhadap BC adalah .... ( L es ​ = 80 kal / g ; L uap ​ = 540 kal / g )

Pembahasan

Diketahui: L AB ​ = 2 m T A ​ = 0 ∘ C T B ​ = 10 0 ∘ C T C ​ = 20 0 ∘ C L es ​ = 80 kal / g L uap ​ = 540 kal / g m lebur ​ = m uap ​ Ditanyakan: Rasio panjang AC terhadap BC? Jawab: Panjang AC dan BC digambarkan sebagai berikut. Persamaan kalor ketika berubah wujud: Q = m L Persamaan laju aliran kalor secara konduksi: t Q ​ = L k A △ T ​ Karena dalam waktu yang sama,jumlah es yang mencair sama dengan jumlah air yang menjadi uap, rasio panjang AC terhadap BC dapat dihitung menggunakan persamaan berikut. m lebur ​ L lebur ​ Q lebur ​ ​ L lebur ​ L AC ​ k A △ T AC ​ ​ ​ L A C ​ × L lebur ​ △ T A C ​ ​ L BC ​ L AC ​ ​ L BC ​ L AC ​ ​ L BC ​ L AC ​ ​ L BC ​ L AC ​ ​ L BC ​ L AC ​ ​ ​ = = = = = = = = = ​ m uap ​ L uap ​ Q uap ​ ​ L uap ​ L BC ​ k A △ T BC ​ ​ ​ L BC ​ × L uap ​ △ T BC ​ ​ △ T BC ​ × L lebur ​ △ T A C ​ × L uap ​ ​ ( T C ​ − T B ​ ) × L lebur ​ ( T C ​ − T A ​ ) × L uap ​ ​ ( 200 − 100 ) × 80 ( 200 − 0 ) × 540 ​ 80 1080 ​ 2 27 ​ ​ Dengan demikian, rasio panjang AC terhadap BC adalah 27 : 2. Jadi, jawaban yang tepat adalah C.