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 400 J/m⋅s⋅∘C dan baja 40 J/m⋅s⋅∘C)

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 $\style{font-size:14px}{400\;\mathrm J/\mathrm m\cdot\mathrm s\cdot^\circ\mathrm C}$ dan baja $\style{font-size:14px}{40\;\mathrm J/\mathrm m\cdot\mathrm s\cdot^\circ\mathrm C}$ )

$\;$

A. Acfreelance

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

suhu pada sambungan antara tembaga dan baja saat kondisi setimbang sebesar

Pembahasan

Diketahui:

Ditanyakan:

Suhu pada sambungan antara baja dan tembaga,

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, 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 .

757

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Suatu jendela terbuat dari kaca yang memiliki ukuran panjang 150 cm, lebar 50 cm, dan tebal 8,6 mm digunakan sebagai pembatas ruangan yang berselisih suhu 10°C. Jika koefisien hantaran kaca 1,72 J/ms°...

1rb+

1.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah keping baja yang tebalnya 0,2 cm meneruskan kalor secara konduksi karena antara kedua permukaannya terdapat selisih suhu 100 °C. Jika konduktivitas baja = 0,11 kal/s.m.°C, berapakah massa air y...

609

0.0

Jawaban terverifikasi

Dua logam A dan B yang berbeda jenisnya, mempunyai ukuran yang sama. Keduanya disambung satu sama lain pada salah satu ujungnya seperti gambar: Jika suhu ujung bebas logam A dan logam B berturut-tu...

15rb+

5.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah batang logam A disambung dengan batang logam B dari bahan yang sama dengan luas penampang 3 kali lebih besar. Jika pada tekanan udara 1 atm ujung bebas batang A dimasukan ke es yang sedang menc...

2rb+

4.0

Jawaban terverifikasi

Laju aliran kalor melalui jendela kaca yang tebalnya 3,2 mm, luas permukaannya 3 m2 dan suhu permukaan dalam dan luarnya berturut-turut 30∘C dan 15∘C adalah .... (konduktivitas termal kaca = 0,84 m.s....

1rb+

1.0

Jawaban terverifikasi