Roboguru

Suatu batang tembaga sepanjang 75 cm disambung dengan sebatang baja sepanjang 125 cm. Penampang keduanya berbentuk lingkaran dengan diameter 2 cm. Ujung bebas dari tembaga dihubungkan dengan suhu 100°C dan ujung baja 0°C. Permukaan batang terisolasi secara termal sehingga tidak ada panas yang keluar ke lingkungan. Suhu pada sambungan baja dan tembaga pada keadaan setimbang sebesar .... (Konduktivitas panas tembaga  dan baja )

Pertanyaan

Suatu batang tembaga sepanjang 75 cm disambung dengan sebatang baja sepanjang 125 cm. Penampang keduanya berbentuk lingkaran dengan diameter 2 cm. Ujung bebas dari tembaga dihubungkan dengan suhu 100°C dan ujung baja 0°C. Permukaan batang terisolasi secara termal sehingga tidak ada panas yang keluar ke lingkungan. Suhu pada sambungan baja dan tembaga pada keadaan setimbang sebesar ....

(Konduktivitas panas tembaga begin mathsize 14px style 400 space straight J divided by straight m times straight s times degree straight C end style dan baja begin mathsize 14px style 40 space straight J divided by straight m times straight s times degree straight C end style)

undefined

  1. ...undefined

  2. ...undefined

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell L subscript Cu end cell equals cell 75 space cm end cell row cell L subscript S t end subscript end cell equals cell 125 space cm end cell row d equals cell 2 space cm end cell row cell T subscript Cu end cell equals cell 100 degree straight C end cell row cell T subscript S t end subscript end cell equals cell 0 degree straight C end cell row cell k subscript Cu end cell equals cell 400 space straight J divided by straight m times straight s times degree straight C equals 400 space straight W divided by straight m times straight K end cell row cell k subscript S t end subscript end cell equals cell 40 space straight J divided by straight m times straight s times degree straight C equals 40 space straight W divided by straight m times straight K end cell end table end style 

Ditanyakan:

Suhu pada sambungan antara baja dan tembaga, begin mathsize 14px style T subscript s equals ? end style 

Jawab:

Diasumsikan permukaan batang terisolasi sehingga tidak ada kalor yang dilepaskan ke lingkungan.

Persamaan laju konduksi kalor:

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

Pada titik di mana kesetimbangan termal terjadi, total (net) laju aliran kalor dari kedua ujung penghantar bernilai nol. Karena kalor mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah, begin mathsize 14px style T subscript s end style haruslah berada di antara suhu ujung tembaga dan ujung baja. Maka:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell open parentheses Q over t close parentheses subscript Cu end cell equals cell open parentheses Q over t close parentheses subscript S t end subscript end cell row cell open parentheses fraction numerator k A increment T over denominator L end fraction close parentheses subscript Cu end cell equals cell open parentheses fraction numerator k A increment T over denominator L end fraction close parentheses subscript S t end subscript end cell row cell fraction numerator k subscript Cu open parentheses T subscript Cu minus T subscript s close parentheses over denominator L subscript Cu end fraction end cell equals cell fraction numerator k subscript S t end subscript open parentheses T subscript s minus T subscript S t end subscript close parentheses over denominator L subscript S t end subscript end fraction end cell row cell fraction numerator up diagonal strike open parentheses 400 close parentheses end strike to the power of 10 open parentheses 100 minus T subscript s close parentheses over denominator up diagonal strike open parentheses 75 space cm close parentheses end strike cubed end fraction end cell equals cell fraction numerator up diagonal strike open parentheses 40 close parentheses end strike to the power of 1 open parentheses T subscript s minus 0 close parentheses over denominator up diagonal strike open parentheses 125 space cm close parentheses end strike to the power of 5 end fraction end cell row cell 5 open parentheses 1000 minus 10 T subscript s close parentheses end cell equals cell 3 T subscript s end cell row cell 5000 minus 50 T subscript s end cell equals cell 3 T subscript s end cell row cell 53 T subscript s end cell equals 5000 row cell T subscript s end cell equals cell 5000 over 53 almost equal to bold 94 bold comma bold 3 bold degree bold C end cell end table end style 

Dengan demikian, suhu pada sambungan antara tembaga dan baja saat kondisi setimbang sebesar begin mathsize 14px style 94 comma 3 degree straight C end style.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Terakhir diupdate 13 Maret 2021

RUANGGURU HQ

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

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved