Page 25 - E-Modul Suhu dan Kalor
P. 25
Contoh soal 2.6
Sebuah batang besi dengan panjang 1 meter dan diameter 5 cm
dimasukkan ke dalam air panas dengan suhu 100°C. Suhu pada salah satu
ujung batang adalah 20°C dan suhu pada ujung lainnya adalah 40°C.
Berapa besar laju perpindahan kalor melalui batang besi tersebut?
Jawab:
Langkah 1: Hitung luas penampang batang besi.
Luas penampang batang besi dapat dihitung dengan rumus:
A = πr²
di mana:
A = luas penampang (m²) -> π × 0.025 m² × 0.025 m² = 0.0019625 m²
π = konstanta pi (3.14)
r = jari-jari batang besi (m) -> r = diameter/2 = 5 cm/2 = 0.025 m
Langkah 2: Hitung perbedaan suhu antara kedua ujung batang.
ΔT = T2 - T1 = 40°C - 20°C = 20°C
Langkah 3: Hitung konduktivitas termal besi.
Konduktivitas termal besi dapat dicari dari tabel konduktivitas termal bahan.
konduktivitas termal besi adalah 80 W/mK.
Langkah 4: Hitung laju perpindahan kalor melalui batang besi.
Laju perpindahan kalor melalui batang besi dapat dihitung dengan rumus:
Q = kAΔT / L
Q = 80 W/mK × 0.0019625 m² × 20°C / 1 m
Q = 3.14 W
Jawaban:
Laju perpindahan kalor melalui batang besi adalah 3.14 W.
21
