Pertanyaan

Tiga batang konduktor P, Q, dan R dari jenis berbeda memiliki panjang dan luas penampang sama digabungkan seperti gambar. Suhu T 1 = 20 0 C dan suhu T 4 = 90 0 C, koefisien konduksi k P = 2k Q = 4k S , maka suhu T 2 dan T 3 adalah ....

Tiga batang konduktor P, Q, dan R dari jenis berbeda memiliki panjang dan luas penampang sama digabungkan seperti gambar.

Suhu T₁ = 20 ⁰C dan suhu T₄ = 90 ⁰C, koefisien konduksi k_P = 2k_Q = 4k_S, maka suhu T₂ dan T₃ adalah .... $\;\;$

T₂ = 40 ⁰C, T₃ = 75 ⁰C $\;\;$
T₂ = 40 ⁰C, T₃ = 60 ⁰C $\;\;$
T₂ = 35 ⁰C, T₃ = 65 ⁰C $\;\;$
T₂ = 30 ⁰C, T₃ = 50 ⁰C $\;\;$
T₂ = 30 ⁰C, T₃ = 40 ⁰C $\;\;$

F. Arifin

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Trisakti

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah D.

Pembahasan

Diketahui: T 1 = 20 0 C ; T 4 = 90 0 C; K P = 2K Q = 4K R Ditanya: T 2 dan T 3 . Penyelesaian: Soal ini dapat diselesaikan menggunakan persamaan perpindahan kalor secara konduksi.Konduksiadalahperpindahankalor akibat sentuhan langsung antara benda yang memiliki perbedaan suhu.Konduksiterjadi karena panas merambat melalui partikel-partikel benda padat tanpa adanya pertukaran zat. t Q = L K A △ T Koefisien konduksi berbanding terbalik dengan perubahan suhunya, sehingga: K 1 △ T 1 = K 2 △ T 2 K P = 2 K Q = 4 K R K P : K Q : K R = 4 : 2 : 1 △ T P : △ T Q : △ T R = 1 : 2 : 4 Sambungan logam PQ K P △ T P = K Q △ T Q 2 K Q ( T 2 − T 1 ) = K Q ( T 3 − T 2 ) 2 ( T 2 − 20 ) = T 3 − T 2 2 T 2 − 40 = T 3 − T 2 3 T 2 − 40 = T 3 ..................... ( 1 ) Sambungan logam QR K Q △ T Q = K R △ T R 2 K R ( T 3 − T 2 ) = K R ( T 4 − T 3 ) 2 ( T 3 − T 2 ) = 90 − T 3 2 T 3 − 2 T 2 = 90 − T 3 3 T 3 = 90 + 2 T 2 T 3 = 30 + 3 2 T 2 ..................... ( 2 ) Berdasarkan persamaan 1 dan 2: 3 T 2 − 40 = 30 + 3 2 T 2 3 T 2 − 3 2 T 2 = 70 3 7 T 2 = 70 T 2 = 3 0 ∘ C T 3 = 3 T 2 − 40 T 3 = 90 − 40 = 5 0 o C Jadi besar suhu T 2 = 30 0 C dan T 3 = 50 0 C . Oleh karena itu jawaban yang tepat adalah D.

Diketahui: T₁ = 20 ⁰C ;T₄ = 90 ⁰C; K_P = 2K_Q = 4K_R

Ditanya: T₂ dan T₃ .

Penyelesaian:

Soal ini dapat diselesaikan menggunakan persamaan perpindahan kalor secara konduksi. Konduksi adalah perpindahan kalor akibat sentuhan langsung antara benda yang memiliki perbedaan suhu. Konduksi terjadi karena panas merambat melalui partikel-partikel benda padat tanpa adanya pertukaran zat.

$\frac{Q}{t} = \frac{K A △ T}{L}$

Koefisien konduksi berbanding terbalik dengan perubahan suhunya, sehingga:

$K_{1} △ T_{1} = K_{2} △ T_{2} K_{P} = 2 K_{Q} = 4 K_{R} K_{P} : K_{Q} : K_{R} = 4 : 2 : 1 △ T_{P} : △ T_{Q} : △ T_{R} = 1 : 2 : 4$

Sambungan logam PQ

$K_{P} △ T_{P} = K_{Q} △ T_{Q} 2 K_{Q} (T_{2} - T_{1}) = K_{Q} (T_{3} - T_{2}) 2 (T_{2} - 20) = T_{3} - T_{2} 2 T_{2} - 40 = T_{3} - T_{2} 3 T_{2} - 40 = T_{3} ..................... (1)$

Sambungan logam QR
$K_{Q} △ T_{Q} = K_{R} △ T_{R} 2 K_{R} (T_{3} - T_{2}) = K_{R} (T_{4} - T_{3}) 2 (T_{3} - T_{2}) = 90 - T_{3} 2 T_{3} - 2 T_{2} = 90 - T_{3} 3 T_{3} = 90 + 2 T_{2} T_{3} = 30 + \frac{2}{3} T_{2} ..................... (2)$

Berdasarkan persamaan 1 dan 2:

$3 T_{2} - 40 = 30 + \frac{2}{3} T_{2} 3 T_{2} - \frac{2}{3} T_{2} = 70 \frac{7}{3} T_{2} = 70 T_{2} = 3 0^{\circ} C T_{3} = 3 T_{2} - 40 T_{3} = 90 - 40 = 5 0^{o} C$

Jadi besar suhu T₂ = 30 ⁰C dan T₃ = 50 ⁰C $\;\;$ .

Oleh karena itu jawaban yang tepat adalah D.

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

846

4.4 (13 rating)

Rico Dwi Bagus Hermawan

Ini yang aku cari!

Cece Odang

Jawaban tidak sesuai

Pertanyaan serupa

Dua batang logam P dan Q yang mempunyai panjang dan luas penampang sama disambung menjadi satu pada salah satu ujungnya dan pada ujung-ujung yang lain dikenakan suhu berbeda seperti gambar. Bila...

1rb+

4.7

Jawaban terverifikasi

Batang baja homogen dengan luas penampang 28 mm 2 salah satu ujungnya dipanaskan. Diketahui konduktivitas termal batang baja 5 × 1 0 4 J / msK , perbedaan suhu kedua ujung batang 2 7 o C , dan panjang...

4.5

Jawaban terverifikasi

Tiga batang logam yang berbeda jenisnya dilas menjadi bentuk seperti gambar. Ujung bebas batang pertama bersuhu 100 o C. sedangkan dua ujung lainnya bersuhu 0 o C. ketiga batang memiliki panjang dan l...

191

5.0

Jawaban terverifikasi

191

5.0

Jawaban terverifikasi

Dua batang logam P dan Q yang mempunyai panjang dan luas penampang sama disambung menjadi satu pada salah satu ujungnya dan pada ujung-ujung yang lain dikenakan suhu berbeda seperti gambar. Bila...

1rb+

4.7

Jawaban terverifikasi