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 ຊູຮູ pada bidang batas P dan Q adalah …
A. 600 oC
B. 200 oC
C. 100 oC
D. 90 oC
E. 60 oC
ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
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.
ຖາມວ່າ: ອຸນຫະພູມຢູ່ທີ່ລະນາບຂອບເຂດ P ແລະ Q
ຕອບ:
Rumus laju ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໂດຍການນຳຄວາມຮ້ອນ :
ລາຍລະອຽດ: Q/t = ອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, k = ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, A = ພື້ນທີ່ຕັດຂວາງ, T1 = ອຸນຫະພູມສູງ, T2 = ອຸນຫະພູມຕໍ່າ, l = ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ.
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 :
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 :
Suhu pada bidang batas P dan Q adalah 60 oC.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ 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…..
ກ. 1:4
ຂ. 1:2
ຄ.ສ. 1: 1
ດ. 2: 1
ອ. 4: 1
ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
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)
ຖາມວ່າ: Perbandingan kelajuan hantaran kalor batang A dan batang B
ຕອບ:
ສູດສຳລັບອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໂດຍການນຳຄວາມຮ້ອນ:
ລາຍລະອຽດ: Q/t = ອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, k = ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, A = ພື້ນທີ່ຕັດຂວາງ, T2 = ອຸນຫະພູມສູງ, T1 = ອຸນຫະພູມຕໍ່າ, l = ຄວາມຍາວຂອງວັດຖຸ.
Luas penampang sama, panjang batang sama, perubahan suhu sama.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ E.
3. Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k.
Keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujung-ujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar.
Suhu (T) pada sambungan logam A dan B adalah…
A. 80 oC
B. 100 oC
C. 120 oC
D. 150 oC
E. 160 oC
ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
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
ຖາມວ່າ: Suhu (T) pada sambungan logam A dan B
ຕອບ:
Rumus laju ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໂດຍການນຳຄວາມຮ້ອນ :
ລາຍລະອຽດ: Q/t = ອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, k = ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, A = ພື້ນທີ່ຜິວ, T1-T2 = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, l = ຄວາມຍາວຂອງກ້ານ
ເຫຼັກສອງອັນ A ແລະ B ມີຂະໜາດເທົ່າກັນ ດັ່ງນັ້ນພື້ນທີ່ຜິວ (A) ແລະ ຄວາມຍາວ (l) ຂອງເຫຼັກຈຶ່ງຖືກຕັດອອກຈາກສົມຜົນ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ງ.
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 oC
B. 35 oC
C. 40 oC
D. 45 oC
E. 50 oC
ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
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
ຖາມວ່າ: Suhu pada sambungan batang I dan II
ຕອບ:
ສູດສຳລັບອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໂດຍການນຳຄວາມຮ້ອນ:
ລາຍລະອຽດ: Q/t = ອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, k = ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, A = ພື້ນທີ່ຜິວ, T1-T2 = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, l = ຄວາມຍາວຂອງກ້ານ
ອຸນຫະພູມຢູ່ທີ່ລະນາບຂອບເຂດ P ແລະ Q:
ເຫຼັກສອງອັນ A ແລະ B ມີຂະໜາດເທົ່າກັນ ດັ່ງນັ້ນພື້ນທີ່ຜິວ (A) ແລະ ຄວາມຍາວ (l) ຂອງເຫຼັກຈຶ່ງຖືກຕັດອອກຈາກສົມຜົນ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ ຄ.
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.
Besar konduktivitas 4 kA = 2 ກB = ກC ແລະ ທ1 = 100oC dan T4 = 20oC maka suhu T2 ແລະ ທ3 ແມ່ນ…
A.T2 = 54,26 oC, T3 = 31,4 oC
B.T2 = 31,4 oC, T3 = 54,26 oC
ຄ.ທ2 = 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
ສົນທະນາ
ເປັນທີ່ຮູ້ກັນວ່າ:
T1 = 100oC
T4 = 20oC
4 kA = 2 ກB = ກC
Jika kC = 4, kB = 2, kA = 1
ຖາມວ່າ: T2 ແລະ ທ3
ຕອບ:
ສູດສຳລັບການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໂດຍການນຳຄວາມຮ້ອນ:
ຂໍ້ມູນ:
Q/t = ອັດຕາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, k = ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, A = ພື້ນທີ່ຕັດຂວາງ, T1 = ອຸນຫະພູມເບື້ອງຕົ້ນ, T2 = ອຸນຫະພູມສຸດທ້າຍ, l = ຄວາມຍາວຂອງກ້ານ.
ຄວາມຍາວ (l) ແລະ ເນື້ອທີ່ຕັດຂວາງ (A) ແມ່ນເທົ່າກັນ ດັ່ງນັ້ນພວກມັນຈຶ່ງຖືກຕັດອອກຈາກສົມຜົນ.
ໃຊ້ສົມຜົນນີ້ເພື່ອຄິດໄລ່ອຸນຫະພູມ.
Tinjau batang logam A dan B.
Tinjau batang logam B dan C.
Eliminasikan persamaan 1 dan persamaan 2 :
ນັບ T2 menggunakan persamaan 1 :
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ A.
ແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງຄຳຖາມ:
ຄຳຖາມຟີຊິກການສອບເສັງລະດັບຊາດສຳລັບໂຮງຮຽນມັດທະຍົມຕອນປາຍ/ມັດທະຍົມຕອນປາຍອາຊີບ
