Pertanyaan
1. Sebatang tembaga panjangnya 110 cm dan jari-jarinya 7 cm (k=330kkal/jcdot mcdot ^circ C). Salah satu 130^circ C sedangkan lain bersuhu 30^circ C. Hitung laju perpindahan panasnya dalam waktu 2 jam (perpindahan panas ke udara diabaikan).
Jawaban
1. Menentukan Luas Penampang Batang:
Luas penampang batang tembaga berbentuk lingkaran, sehingga rumusnya:
A = πr²
dimana:
* A = luas penampang
* r = jari-jari batang (7 cm = 0.07 m)
A = π * (0.07 m)² ≈ 0.0154 m²
2. Menentukan Gradien Suhu:
Gradien suhu adalah perubahan suhu per satuan panjang. Dalam kasus ini:
ΔT = 130°C - 30°C = 100°C
L = 110 cm = 1.1 m
Gradien suhu (ΔT/L) = 100°C / 1.1 m ≈ 90.91 °C/m
3. Hukum Fourier untuk Konduksi Panas:
Hukum Fourier menyatakan laju perpindahan panas (Q) melalui konduksi:
Q = -kA (ΔT/L)
dimana:
* Q = laju perpindahan panas (dalam Watt)
* k = konduktivitas termal tembaga (330 kkal/j·m·°C. Kita perlu mengkonversi ini ke Watt/m·°C. 1 kkal/j ≈ 1.163 W)
* A = luas penampang (0.0154 m²)
* ΔT/L = gradien suhu (90.91 °C/m)
Pertama, konversikan konduktivitas termal:
k = 330 kkal/j·m·°C * 1.163 W/kkal/j ≈ 383.79 W/m·°C
Kemudian, hitung laju perpindahan panas:
Q = -383.79 W/m·°C * 0.0154 m² * 90.91 °C/m ≈ -537.6 W
Tanda negatif menunjukkan bahwa panas mengalir dari ujung yang lebih panas ke ujung yang lebih dingin. Kita hanya tertarik pada besarnya laju perpindahan panas, jadi kita abaikan tanda negatif.
4. Perpindahan Panas dalam 2 Jam:
Laju perpindahan panas yang kita hitung adalah dalam Watt (Joule/detik). Untuk mencari total panas yang berpindah dalam 2 jam, kita perlu mengalikannya dengan jumlah detik dalam 2 jam:
2 jam = 2 jam * 3600 detik/jam = 7200 detik
Total panas (dalam Joule) = 537.6 W * 7200 s = 3,869,920 J
Kesimpulan:
Laju perpindahan panas pada batang tembaga adalah sekitar 537.6 Watt. Total panas yang berpindah dalam 2 jam adalah sekitar 3,869,920 Joule. Perlu diingat bahwa perhitungan ini mengabaikan perpindahan panas ke udara sekitar. Dalam kondisi nyata, laju perpindahan panas akan lebih rendah karena sebagian panas akan hilang ke lingkungan.
Pertanyaan Panas
lebih
Jika air pada bendungan relatif tenang, maka tekanan paling besar berada pada titik .... 1 2 3 4
Seorang tukang mengukur kedalaman sebuah pipa. Kedalaman pipa saat diukur menggunakan jangka sorong ditunjukkan seperti gambar berikut. Kedalaman pip
Rumah yang memiliki suhu paling besar disaat waktu yang bersamaan adalah ....
Putri melakukan pengukuran ketebalan pelat logam dengan menggunakan mikrometer sekrup. Hasil pengukurannya seperti pada gambar berikut. Presentase ke
Putri melakukan pengukuran ketebalan pelat logam dengan menggunakan mikrometer sekrup. Hasil pengukurannya seperti pada gambar berikut. Ketidakpastia
Bacalah cuplikan berita berikut ini! Menurut Dery, petugas tera dari Unit Pelaksana Tugas Bidang Kemetrologian Pamekasan Dinas Perindustrian dan Perda
Berikut menunjukkan bentuk dari beberapa kereta api. Jika massa dan kekuatan mesin kereta sama, maka bentuk kereta yang menghasilkan kecepatan maksima
8. Seorang siswa melakukan percobaan dengan memanaskan air di atas bunsen hingga suhunya mencapai 90^circ mathrm(C) . Apabila termometer yang digunak
5. Dari jarak 120 mathrm(~m) , seorang pengukur tanah menemukan sudut yang terbentuk antara garis permukaan dan puncak gedung adalah 30^circ . Gunak
Pengukuran dengan Mikrometer Sekrup Pengukuran dimensi suatu benda yang memiliki panjang atau ketebalan yang tipis akan sulit dilakukan jika hanya men
17. Perhatikan gambar berikut. Dua bejana yang berisi air dengan suhu berbeda dicampur seperti gambar tersebut. Suhu akhir air campuran kedua bejana a
6. Perhatikan gambar berikut! Muatan A Muatan B Berdasarkan gambar tersebut, pernyataan berikut yang benar adalah .... A. muatan A memiliki potensial
14. Generator mengubah energi mekanik gerak menjadi energi listrik. Motor listrik berfungsi mengubah energi listrik menjadi gerak mekanik. Peralatan r
1. Sebuah penggaris plastik yang digosokkan pada kain wol akan bermuatan ... karena .... A. negatif, muatan negatif dari kain wol berpindah ke plastik
8. Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka jumlah energi potensial dan energi kinetik pada suatu titik adalah tetap. Jumlah energi pot