PERPINDAHAN KALOR

SOAL LATIHAN

PERPINDAHAN KALOR

1. Konduksi

1. Plat besi yang memiliki tebal 2 cm dan luas permukaannya 0,1 m², salah satu permukaannya bersuhu 100⁰C dan permukaan lainnya bersuhu 80⁰C. Jika konduktivitas termal besi 4,82 Watt/mK, maka berapakah laju perpindahan kalor yang melewati besi ? Dan berapakah besar kalor yang terjadi selama 5 menit ?
2. Sebuah bahan penyekat panas memiliki luas permukaan 100 cm²dan tebal 2 cm. Perbedaan suhu amtara kedua permukaan 100⁰C. Jika dalam satu hari dirambatakan kalor sebesar 86.400 kalori, maka berapakah besar konduktivitas termal penyekat tersebut ?
3. Dua buah batang A dan B dengan ukuran sama terbuat dari jenis logam yang berbeda disambungkan seperti gambar berikut,

                         80⁰C                      A                                     B                  0⁰C

Jika ujung kiri A bersuhu 80⁰C dan ujung kanan B bersuhu 0⁰C, koefisien konduktivitas termal A dua kali koefisien konduktivitas termal B, maka berapakah suhu pada sambungan tersebut ?

4. Batang besi dengan panjang 50 cm salah satu ujungnya dipanaskan dengan suhu tetap 100⁰c dan ujung lainnya dilatakkan pada balok es 1⁰C. Jika luas penampang batang 6 cm² dan konduktivitas termal besi 0,12 kal/cm² s ⁰C, maka berapakah :

a. laju perpindahan kalor pada besi ?

b. jumlah es yang ,mencair selama satu jam ? (Kalor lebur es 80 kal/gram)

5.   Sebatang tembaga dengan panjang 50 cm dan memilikki luas penampang 2 cm².

      Jika ujung yang satu bersuhu 125⁰C dan ujung lainnya bersuhu 0⁰C serta koefisien

      konduktivitas termal tembaga 0,92 kal/cm² s ⁰C, maka berapakah :

a. laju perpindahan kalor dalam batang ?

b. temperature di sebuah titik dalam batang yang berjarak 10 cm dari ujung yang

    tinggi ?

6.   Batang baja dan kuningan memiliki luas penampang dan panjang yang sama,

      salah satu ujungnya disambungkan. Ujung batang baja yang bebas bersuhu 200⁰C,

      sedangkan ujung batang kuningan yang bebas bersuhu 100⁰C. Koefisien

      konduktivitas termal baja dan kiningan adalah : 0,12 dan 0,24 kal/cm² s ⁰C.

      Berapakah suhu sambungan kedua batang tersebut ?

2. Konveksi

1. Sebuah dinding  mempunyai suhu konstan 100⁰C dan udra pada kedua belah

permukaannya sama yaitu 27⁰C. Berapakah besar jumlah kalor yang hilang karena konveksi alam dari dinding yang luas permukaannya 100 cm² selama 1 jam ? (koefisien konduktivitas termal dinding : 1,27.10^-4 kal/cm² s ⁰C)

2. Udara dalam sebuah kamar bersuhu 30⁰C, sedang suhu permukaan kaca jendela kamar tersebut 15⁰C, maka berapakah laju perpindahan kalor yang diterima kaca jendela seluas 0,5 m² ? (Koefisien konveksi kaca 7,5 . 10^-5 kal/cm² s ⁰C)
3. Seseorang tanpa pakaian mempunyai suhu tubuh 35⁰C berada di dalam kamar yang bersuhu 27⁰C. Apabila luas permukaan orang tersebut 1,5 m² dan koefisien konveksi orang tersebut 7,1 watt/m² K, maka berapakah laju perpindahan kalor yang dilepas orang itu ?
4. Secangkir kopi bersuhu 90⁰C dibiarkan terbuka didalam ruangan yang bersuhu 25⁰C.Jika luas permukaan cangkir kopi 50 cm² dan kalor yang hilang selama 5 menit adalah 42 joule, maka berapakah koefisien konveksinya ?
5. Seseorang berada dalam suatu ruangan, jika luas permukaan orang itu 1,2 m² dan suhu badannya 36⁰Cserta laju kalor yang dipindahkan orang itu 85,2 J/s maka berapakah suhu ruangan tersebut ? (koefisien konveksi 7,1 watt / m² K)

3. Radiasi

1. Berapakah perbandingan laju kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam

      bersuhu127⁰C dan 527⁰C ?

2. Sebuah lampu pijar 50 W berada dalam suatu kerudung dan kerudung tersebut bersuhu 60⁰C. Jika lampu tersebut diganti dengan daya 75 W, maka berapakah suhu kerudung logam tersebut ?
3. Bintang P memiliki jari-jari 3 kali dan suhu mutlaknya dua kali dari bintang Q. Tentukanlah perbandingan daya keluaran dari bintang P terhadap bintang Q, jika emisivitas kedua bintang dapat dianggap sama dengan satu ?
4. Sebuah benda mempunyai luas permukaan 3 cm² dan emisivitasnya 0,2. Benda tersebut meradiasikan energi 600 joule setiap menit, maka berapakah suhu benda tersebut ?
5. Sebuah bola berjari-jari  6 cm dan bersuhu 127⁰C. Jika e = 1, maka berapakah besar energi yang diradiasikan setiap detik ?