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 400 J / m ⋅ s ⋅ ∘ C dan baja 40 J / m ⋅ s ⋅ ∘ C )

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 $400 J / m \cdot s \cdot^{\circ} C$ dan baja $40 J / m \cdot s \cdot^{\circ} C$ )

A. Acfreelance

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

suhu pada sambungan antara tembaga dan baja saat kondisi setimbang sebesar .

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: 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: Dengan demikian, suhu pada sambungan antara tembaga dan baja saat kondisi setimbang sebesar .

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 .

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

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Luas penampang ujung batang aluminium (k = 50 kal/m.s°C) adalah 1 cm 2 . Ujung-ujung batang bertemperatur 0°C dan 20°C. Jika panjang batang 1 m, banyaknya kalor yang merambat tiap sekon adalah...

5.0

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar berikut ini! Dua batang logam P dan Q disambungkan dengan suhu yang berbeda pada masing-masing ujungnya seperti yang terlihat pada gambar. Apabila konduktivitas termal logam Q ...

4.3

Jawaban terverifikasi

UAS2005(Soal tipe Penalaran & Konstektual) Sebuah jendela kaca dalam ruangan yang berpengatur suhu (ber AC) tebalnya 3,2 mm,luasnya 3 m 2 dan suhu pada kaca bagian dalam adalah 25°C, sedangkan su...

4.1

Jawaban terverifikasi

Sebatang aluminium berukuran panjang 0,40 m dan diameter 6,00 X 10 -3 m digunakan untuk mengaduk larutan gula dalam air yang bersuhu 108°C. Jika ujung lain dari batang bersuhu 28°C, berapa kalor yang ...

0.0

Jawaban terverifikasi

Suhu didalam rumah berbeda dengan suhu diluar rumah. Didalam rumah terdapat sebuah ruang dengan pendingin udara (AC). Sumber utama masuknya kalor kedalam rumah adalah melalui jendela kaca yang luasnya...

1.0

Jawaban terverifikasi