Sebuah jendela kaca memiliki ukuran 200 cm x 150 cm dan tebal6 mm memiliki suhu 30°C pada permukaan luarnya.Jika suhu permukaan dalamnya sebesar20°C dan koefisien konduksi kaca ρ kal/ms K maka jumlah kalor yang masuk tiap menit melalui jendela ini adalah ... (dalam kkal).

Pembahasan

Diketahui: A d T 1 ​ T 2 ​ k t ​ = = = = = = ​ 200 × 150 = 30.000 cm 2 = 3 m 2 6 × 1 0 − 3 m 3 0 ∘ C 2 0 ∘ C ρ kal / ms K 1 menit = 60 s ​ Ditanya:kalor yang masuk tiap menit melalui jendela Jawab: Konduksi adalah perpindahan kalor dari satu tempat ke tempat lain melalui benda. Tetapi selama kalor berpindah tidak ada bagian benda maupun atom atau molekul penyusun benda yang ikut berpindah. Ketika ujung zat dipanaskan maka elektron-elektron pada bagian tersebut bergerak lebih kencang (memiliki energi kinetik lebih besar). Akibatnya elektron bermigrasi ke lokasi yang memiliki energi kinetik lebih rendah (bagian zat yang lebih dingin). Migrasi tersebut menyebabkan tumbukan elektron yang berenergi tinggi dengann elektron yang berenergi rendah sehingga elektron yang berenergi rendah menjadi berenergi tinggi yang direpresentasikan oleh kenaikan suhu. Begitu seterusnya sehingga elektron yang berenergi tinggi tersebar makin jauh dari lokasi pemanasan. Peristiwa ini merepresentasikan perambatan kalor secara konduksi. Penyebab lain peristiwa konduksi adalah getaran atom zat padat di sekitar posisi setimbangnya (Gambar 105.2). Ketika atom-atom di lokasi pemanasan bergetar lebih kencang maka atom-atom yang bertetangga ikut bergetar lebih kencang dari sebelumnya. Getaran kencang atom tetangga ini diikuti oleh tetangga yang lebih jauh. Begitu seterusnya sehingga terjadi perpindahan getaran atom. Pada akhirnya semua atom dalam zat bergetar lebh kencang. Ini merepresentasikan fenomena perambatan kalor. Karena tidak ada atom yang berpindah (hanya getaran yang lebh kencang saja yang berpindah) maka ini pun merupakan peristiwa konduksi. t Q ​ 60 Q ​ 60 Q ​ Q Q Q ​ = = = = = = ​ k A d △ T ​ ρ × 3 × 6 × 1 0 − 3 ( 30 − 20 ) ​ 6 × 1 0 − 3 ρ × 3 × 10 ​ 2 ρ × 10 × 1 0 3 ​ × 60 300 ρ × 1 0 3 kal 300 ρ kkal ​ Jadi, jawaban paling tepat adalah D.