Iklan

Iklan

Pertanyaan

Suatu batang logam pertama memiliki panjang L 0 ​ dan luas penampang A . Mula–mula salah satu ujungnya dipanaskan sehingga kalor mengalir dari ujung batang panas menuju ujung batang yang dingin dengan perubahan suhu sebesar Δ T dan menghasilkan laju kalor sebesar x J/s, dimana konduktivitas termal batang pertama sama dengan konduktivitas termal batang kedua. Untuk menghasilkan laju kalor pada batang kedua dengan besar 4x J/s, maka hal yang harus dilakukan adalah ….

Suatu batang logam pertama memiliki panjang   dan luas penampang A. Mula–mula salah satu ujungnya dipanaskan sehingga kalor mengalir dari ujung batang panas menuju ujung batang yang dingin dengan perubahan suhu sebesar ΔT dan menghasilkan laju kalor sebesar x J/s, dimana konduktivitas termal batang pertama sama dengan konduktivitas termal batang kedua. Untuk menghasilkan laju kalor pada batang kedua dengan besar 4x J/s, maka hal yang harus dilakukan adalah ….

  1. Mengubah panjangnya menjadi begin mathsize 14px style 1 half L subscript 0 end style dan luas penampang menjadi 3A.

  2. Mengubah panjangnya menjadi begin mathsize 14px style 2 L subscript 0 end style dan luas penampang menjadi 8A.

  3. Mengubah panjangnya menjadi begin mathsize 14px style 1 fourth L subscript 0 end style dan luas penampang menjadi begin mathsize 14px style 1 half A end style

  4. Mengubah luas penampang menjadi 8A dan perubahan suhu menjadi begin mathsize 14px style 1 fourth increment T end style.     

  5. Mengubah luas penampang menjadi 4A dan perubahan suhu menjadi 3ΔT.

Iklan

D. Kusumawardhani

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah B.

jawaban yang tepat adalah B.

Iklan

Pembahasan

Gunakan formula laju aliran kalor secara konduksi, yaitu Dari rumus diatas, diperoleh bahwa laju aliran kalor berbanding lurus dengan konduktivitas termal, luas penampang, dan perubahan suhu, sertaberbanding terbalik dengan panjang batang. Kemudian kita perlu mengecek satu persatu pilihan jawaban di atas. Pilihan A ( dan ) Dengan demikian, pilihan jawaban A salah. Pilihan B ( dan ) Dengan demikian, pilihan jawaban B benar ,karena laju kalor yang dihasilkan adalah 4x J/s. Agar lebih yakin, coba cek pilihan jawaban lain. Pilihan C ( dan ) Dengan demikian, pilihan jawaban Csalah. Pilihan D ( dan ) Pilihan E ( dan ) makapilihan E salah. Dengan demikian, agar laju kalor pada batang kedua sebesar 4x J/s, hal yang harus dilakukan adalah mengubah panjangnya menjadi dan luas penampang menjadi 8 A. Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

Gunakan formula laju aliran kalor secara konduksi, yaitu

begin mathsize 14px style Q over t space equals space fraction numerator k A increment T over denominator L end fraction end style 

Dari rumus diatas, diperoleh bahwa laju aliran kalor berbanding lurus dengan konduktivitas termal, luas penampang, dan perubahan suhu, serta berbanding terbalik dengan panjang batang.

Kemudian kita perlu mengecek satu persatu pilihan jawaban di atas.

Pilihan A (begin mathsize 14px style L subscript 2 equals 1 half L subscript 0 end style dan begin mathsize 14px style A subscript 2 equals 3 A end style)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over open parentheses Q over t close parentheses subscript 1 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator k A subscript 2 increment T over denominator L subscript 2 end fraction over denominator fraction numerator k A subscript 1 increment T over denominator L subscript 1 end fraction end fraction end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over open parentheses Q over t close parentheses subscript 1 end cell equals cell A subscript 2 over L subscript 2 cross times L subscript 1 over A subscript 1 end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over x end cell equals cell fraction numerator 3 A over denominator begin display style 1 half L subscript 0 end style end fraction cross times L subscript 0 over A end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over x end cell equals cell 6 over 1 end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 end cell equals cell 6 x end cell end table end style 

Dengan demikian, pilihan jawaban A salah.

Pilihan B (begin mathsize 14px style L subscript 2 equals 2 L subscript 0 end style dan begin mathsize 14px style A subscript 2 equals 8 A end style)

 begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over open parentheses Q over t close parentheses subscript 1 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator k A subscript 2 increment T over denominator L subscript 2 end fraction over denominator fraction numerator k A subscript 1 increment T over denominator L subscript 1 end fraction end fraction end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over open parentheses Q over t close parentheses subscript 1 end cell equals cell A subscript 2 over L subscript 2 cross times L subscript 1 over A subscript 1 end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over x end cell equals cell fraction numerator 8 A over denominator begin display style 2 L subscript 0 end style end fraction cross times L subscript 0 over A end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 over x end cell equals 4 row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 end cell equals cell 4 x end cell end table end style

Dengan demikian, pilihan jawaban B benar, karena laju kalor yang dihasilkan adalah 4x J/s.     

Agar lebih yakin, coba cek pilihan jawaban lain.

Pilihan C (begin mathsize 14px style L subscript 2 equals 1 fourth L subscript 0 end style dan undefined)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator k A subscript 2 increment T over denominator L subscript 2 end fraction over denominator fraction numerator k A subscript 1 increment T over denominator L subscript 1 end fraction end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell A subscript 2 over L subscript 2 cross times L subscript 1 over A subscript 1 end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals cell fraction numerator begin display style 1 half end style A over denominator begin display style 1 fourth L subscript 0 end style end fraction cross times L subscript 0 over A end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals cell 4 over 2 end cell row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript 2 end cell equals cell 2 x end cell end table end style  

Dengan demikian, pilihan jawaban C salah.

Pilihan D (undefined dan begin mathsize 14px style increment T subscript 2 equals 1 fourth increment T end style)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator k A subscript 2 increment T subscript 2 over denominator L subscript 2 end fraction over denominator fraction numerator k A subscript 1 increment T subscript 1 over denominator L subscript 1 end fraction end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell fraction numerator A subscript 2 increment T subscript 2 over denominator A subscript 1 increment T subscript 1 end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals cell fraction numerator 8 A left parenthesis begin display style 1 fourth end style increment T right parenthesis over denominator begin display style A increment T end style end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals 2 row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 end cell equals cell 2 x end cell end table end style  

Pilihan E (begin mathsize 14px style A subscript 2 equals 4 A end style dan begin mathsize 14px style straight capital delta T subscript 2 equals 3 straight capital delta T end style)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator k A subscript 2 increment T subscript 2 over denominator L subscript 2 end fraction over denominator fraction numerator k A subscript 1 increment T subscript 1 over denominator L subscript 1 end fraction end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 1 end cell equals cell fraction numerator A subscript 2 increment T subscript 2 over denominator A subscript 1 increment T subscript 1 end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals cell fraction numerator 4 A left parenthesis 3 increment T right parenthesis over denominator begin display style A increment T end style end fraction end cell row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 over x end cell equals 12 row cell left parenthesis Q over t right parenthesis subscript 2 end cell equals cell 12 x end cell end table end style 

maka pilihan E salah.

Dengan demikian, agar laju kalor pada batang kedua sebesar 4x J/s, hal yang harus dilakukan adalah mengubah panjangnya menjadi begin mathsize 14px style 2 L subscript 0 end style dan luas penampang menjadi 8A.

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

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

113

Iklan

Iklan

Pertanyaan serupa

Perhatikan gambar berikut! Terdapat tiga batang logam yang berbeda jenis tetapi panjang dan luas penampang batang adalah sama. Diketahui bahwa T 1 ​ = 10 0 ∘ C d an T 4 ​ = 2 0 ∘ C . Jika k P ​ ...

2

3.0

Jawaban terverifikasi

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Roboguru

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Download di Google PlayDownload di AppstoreDownload di App Gallery

Produk Ruangguru

Hubungi Kami

Ruangguru WhatsApp

+62 815-7441-0000

Email info@ruangguru.com

info@ruangguru.com

Contact 02140008000

02140008000

Ikuti Kami

©2024 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia