Contoh soal Perpindahan Kalor

5 Contoh soal Perpindahan Kalor

1. Dua batang P dan Q dengan ukuran yang sama tetapi jenis logam berbeda dilekatkan seperti pada gambar di bawah. Jika koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q, maka suhu pada bidang batas P dan Q adalah …

A. 600 oCContoh soal Perpindahan Kalor 1

B. 200 oC

C. 100 oC

D. 90 oC

E. 60 oC

Pembahasan

Diketahui :

Dua batang P dan Q mempunyai ukuran yang sama

Koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q

Suhu ujung batang P adalah 90o, suhu ujung batang Q adalah 0o dan suhu di antara batang P dan Q adalah T.

Ditanya : Suhu pada bidang batas P dan Q

Jawab :

Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :

Contoh soal Perpindahan Kalor 2

Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T1 = suhu tinggi, T2 = suhu rendah, l = panjang benda.

Contoh soal Perpindahan Kalor 3

Dua batang P dan Q mempunyai ukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) dilenyapkan dari persamaan. Persamaan di atas berubah menjadi :

Koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q. Persamaan di atas berubah menjadi :

s2RnJzJtR2gAAAAASUVORK5CYII=

Suhu ujung batang P adalah 90o, suhu ujung batang Q adalah 0o dan suhu di antara batang P dan Q adalah T. Persamaan di atas berubah menjadi :

6EP0AAAAAElFTkSuQmCC

q8i5rcVriFvOBon8klpyb8B3JLXgas3v7TAAAAAElFTkSuQmCC

h61KyyPqXdQDSLXAtINGe0C4cCRoMDBYwGBwoAAHnUKJrEj9sYAAAAAElFTkSuQmCC

VDpHVLIhj11dABAFHcD7MjptfvAAAAAElFTkSuQmCC

1Aabn2DvXIdeDDoHAQAz0lDQnNiojIAAAAASUVORK5CYII=

Suhu pada bidang batas P dan Q adalah 60 oC.

Jawaban yang benar adalah E.

2. Batang A dan B mempunyai luas penampang dan panjang sama. Bila koefisien konduksi batang A = 1/4 kali koefisien konduksi batang B, kemudian keduanya dipanaskan pada salah satu ujungnya dan ternyata keduanya mengalami perubahan suhu yang sama. Maka perbandingan kelajuan hantaran kalor batang A dan batang B adalah…..

A. 1 : 4

B. 1 : 2

C. 1 : 1

D. 2 : 1

E. 4 : 1

Pembahasan

Diketahui :

Luas penampang batang A (A) = luas penampang batang B (A)

Panjang batang A (l) = panjang batang B (l)

Koefisien konduksi batang A (k) = 1/4 kali koefisien konduksi batang B (1/4 k)

Perubahan suhu batang A (ΔT) = perubahan suhu batang B (ΔT)

Ditanya : Perbandingan kelajuan hantaran kalor batang A dan batang B

Jawab :

Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :

Contoh soal Perpindahan Kalor 4

Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T2 = suhu tinggi, T1 = suhu rendah, l = panjang benda.

Contoh soal Perpindahan Kalor 5

Luas penampang sama, panjang batang sama, perubahan suhu sama.

ow2rDDaXUQf8uLOqofpE4OQZqqzkG0KbtgaXdtrsECU+rLmQWEATl3FIaStRbAgACwNtwYM2sl0AAAAASUVORK5CYII=

sEpMeUgSMsrlz4bkqfW1dY22AkMyENhDD9u7+QHnPFsu8wcO+XAODZCb8F6mg4n4KV5R1AAAAAElFTkSuQmCC

Jawaban yang benar adalah E.

3. Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k.

Contoh soal Perpindahan Kalor 6

Keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujung-ujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar.

Contoh soal Perpindahan Kalor 7

Suhu (T) pada sambungan logam A dan B adalah…

A. 80 oC

B. 100 oC

C. 120 oC

D. 150 oC

E. 160 oC

Pembahasan

Diketahui :

Dua batang logam A dan B berukuran sama

Koefisien konduksi logam A = 2k

Koefisien konduksi logam B = k

Suhu ujung logam A = 210oC

Suhu ujung logam B = 30oC

Ditanya : Suhu (T) pada sambungan logam A dan B

Jawab :

Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :

Contoh soal Perpindahan Kalor 8

Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang

Contoh soal Perpindahan Kalor 9

Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan.

Contoh soal Perpindahan Kalor 10

Jawaban yang benar adalah D.

4. Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas penampang yang sama disambung menjadi satu seperti pada gambar di bawah ini. Koefisien konduksi termal batang penghantar kedua = 2 kali koefisien konduksi termal batang pertama. Jika batang pertama dipanaskan sehingga T1 = 100 oC dan T2 = 25 oC , maka suhu pada sambungan (T) adalah …

A. 30 oCContoh soal Perpindahan Kalor 11

B. 35 oC

C. 40 oC

D. 45 oC

E. 50 oC

Pembahasan

Diketahui :

Dua batang logam A dan B berukuran sama

Koefisien konduksi batang I = k

Koefisien konduksi batang II = 2k

Suhu ujung batang I = 100oC

Suhu ujung batang II = 25oC

Ditanya : Suhu pada sambungan batang I dan II

Jawab :

Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi :

Contoh soal Perpindahan Kalor 12

Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang

Suhu pada bidang batas P dan Q :

Contoh soal Perpindahan Kalor 13

Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan.

w+daVzay8vwcQAAAABJRU5ErkJggg==

8pzkHOhrRv0LniI8FbfsWosAAAAASUVORK5CYII=

QlZeAAAAAElFTkSuQmCC

gHJJjlfUp7QaiWeSaTrQJo0MtNAGjwUoTMBqsNAEAE3Mo46q7BF8AAAAASUVORK5CYII=

Z78iP4h50B7HK+pR2A9EsUt2ACrjM2vbfaMPqVh69tPmH0nBrHeyV68CDQecgAOgGI2g5PAbXAAAAAElFTkSuQmCC

Jawaban yang benar adalah C.

5. Tiga batang logam yang berbeda A, B dan C namun memiliki panjang dan luas penampang yang sama, disambungkan satu sama lain seperti pada gambar di bawah ini.

Contoh soal Perpindahan Kalor 14

Besar konduktivitas 4 kA = 2 kB = kC dan T1 = 100oC dan T4 = 20oC maka suhu T2 dan T3 adalah…

A. T2 = 54,26 oC, T3 = 31,4 oC

B. T2 = 31,4 oC, T3 = 54,26 oC

C. T2 = 32,4 oC, T3 = 54,26 oC

D. T2 = 56,26 oC, T3 = 31,4 oC

E. T2 = 54,26 oC, T3 = 30,4 oC

Pembahasan

Diketahui :

T1 = 100oC

T4 = 20oC

4 kA = 2 kB = kC

Jika kC = 4, kB = 2, kA = 1

Ditanya : T2 dan T3

Jawab :

Rumus perpindahan kalor secara konduksi :

Contoh soal Perpindahan Kalor 15

Keterangan :

Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T1 = suhu awal, T2 = suhu akhir, l = panjang batang.

Contoh soal Perpindahan Kalor 16

Panjang (l) dan luas penampang (A) sama sehingga dilenyapkan dari persamaan.

Contoh soal Perpindahan Kalor 17

Gunakan persamaan ini untuk menghitung suhu.

Tinjau batang logam A dan B.

Contoh soal Perpindahan Kalor 18

Tinjau batang logam B dan C.

Contoh soal Perpindahan Kalor 19

Eliminasikan persamaan 1 dan persamaan 2 :

Contoh soal Perpindahan Kalor 20

Contoh soal Perpindahan Kalor 21

Hitung T2 menggunakan persamaan 1 :

Contoh soal Perpindahan Kalor 22

Jawaban yang benar adalah A.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan