Uhamisho wa joto

Terdapat tiga jenis uhamisho wa joto atau perpindahan panas, antara lain perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, radiasi.

Perpindahan kalor secara konduksi. Ketika salah satu bagian benda bersuhu tinggi bersentuhan dengan benda bersuhu rendah, energi berpindah dari benda bersuhu tinggi menuju bagian benda bersuhu rendah. Adanya tambahan energi menyebabkan atom dan molekul penyusun benda bergerak semakin cepat. Ketika bergerak, molekul tersebut memiliki energi kinetik (EK = ½ mv2). Molekul-molekul yang bergerak lebih cepat (energi kinetiknya lebih besar) menumbuk molekul yang berada di sebelahnya. Molekul tadi menumbuk lagi molekul lain yang berada di sebelah. Demikian seterusnya. Jadi molekul-molekul saling bertumbukan, sambil  memindahkan energi. Uhamisho wa joto yang terjadi melalui tumbukan antara molekul pernyusun benda dinamakan konduksi. Konduksi biasanya terjadi pada benda padat atau dari benda padat ke benda cair (benda cair ke benda padat) atau dari benda padat ke benda gas (benda gas ke benda padat).

Perpindahan kalor secara konveksi. Konveksi biasanya terjadi pada benda cair (misalnya air) dan benda gas (misalnya udara). Konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan benda akibat adanya perubahan massa jenis benda tersebut. Massa jenis benda berubah karena volume benda berubah. Volume benda berubah karena benda menyerap sejumlah kalor.

SOMA PIA  Uoni wa karibu (myopia)

Perpindahan kalor secara radiasi. Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Contoh radiasi adalah hangatnya tubuh anda ketika berada di dekat tungku api dan radiasi dari matahari menuju bumi. Matahari memiliki suhu lebih tinggi (sekitar 6000 Kelvin), sedangkan bumi memiliki suhu yang lebih rendah. Adanya perbedaan suhu antara matahari dan bumi menyebabkan kalor berpindah dari matahari (suhu lebih tinggi) menuju bumi (suhu lebih rendah). Seandainya radiasi dari matahari menuju bumi memerlukan perantara, sebagaimana konduksi dan konveksi, maka kalor tidak mungkin tiba di bumi karena kalor harus melewati ruang hampa.

Mfano wa matatizo

1. 2015/2016 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 19

Batang logam yang sama ukurannya, tetapi terbuat dari logam yang berbeda digabung seperti pada gambar di samping ini. Jika konduktivitas termal logam I = 4 kali konduktivitas logam II, maka suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah…

SOMA PIA  Maswali ya Mfano wa Mzunguko wa Umeme wa Sasa Mbadala

A. 45oCMajadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 47

B. 40oC

C. 35oC

D 30oC

25oC

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Upitishaji wa joto wa chuma I = 4k

Upitishaji wa joto wa chuma II = k

Suhu tepi logam I = 50oC

Suhu tepi logam II = 0oC

Aliuliza: Halijoto kwenye makutano ya metali mbili

Jibu:

Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 48

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T1-T2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 49

Kedua logam mempunyai ukuran yang sama sehingga A dan l dihilangkan dari persamaan.

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 50

Jibu sahihi ni B.

2. 2015/2016 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 19

Gambar berikut ini menunjukkan batang logam A dan B yang jenisnya berbeda disambung pada salah satu ujungnya.

Luas penampang kedua batang sama, tetapi panjang A dua kali panjang B dan koefisien konduksi termal A adalah 3 kali B. Jika ujung bebas A dan B dikenakan suhu yang besarnya berbeda, maka suhu tepat pada sambungan adalah…

A. 60oCMajadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 51

B. 64oC

C. 70oC

D 76oC

SOMA PIA  Transmisi Data Digital: Prinsip, Teknologi, dan Aplikasinya

78oC

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Konduktivitas termal batang A = 3k

Konduktivitas termal batang B = k

Panjang batang A = 2l

Panjang batang B = l

Suhu tepi batang A = 100oC

Suhu tepi batang B = 40oC

Aliuliza: Suhu pada sambungan kedua batang

Jibu:

Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 52

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T1-T2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 53

Kedua batang mempunyai luas penampang sama sehingga A dihilangkan dari persamaan.

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 54

Jibu sahihi ni D.

3. 2014/2015 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 14

Perhatikan pernyataan berikut :

(1) konduktivitas logam

(2) perbedaan suhu ujung-ujung logam

(3) panjang logam

(4) massa logam

Faktor-faktor yang menentukan laju perambatan kalor pada logam adalah….

A. (1), (2), na (3)Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2015 - 38

B. (1) na (4)

C. (2) na (4)

D. (3) na (4)

E. (4) pekee

Majadiliano

Perpindahan kalor pada logam merupakan perpindahan kalor secara konduksi. Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2015 - 37

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T1-T2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Jibu sahihi ni A.

Print Friendly, PDF & Email