Soal Perpindahan Konduksi dan Pembahasan

1. Dua buah lempeng dengan ketebalan L₁ dan L₂ dan konduktivitas panas k₁ dan k₂ bersentuhan satu sama lain seperti pada gambar. Suhu masing-masing lempeng adalah T₁ dan T₂ dengan T₂ > T₁. Tentukan suhu antarmuka dan laju aliran panas yang terjadi secara konduksi antara kedua lempeng pada kondisi tunak.

Pembahasan :

T₂ > T₁

L₁ = L₂

 

Suhu antarmuka, Tc = ?

Dengan membandingkan persamaan konduksi, maka

(Q/t)₁ = (Q/t)₂

k₁ A₁ ΔT₁/L₁ = k₂ A₂ ΔT₂/L₂

k₁ (Tc-T₁)/L₁ = k₂ (T₂-Tc)/L₂

k1  L₂ Tc - k1  L₂ T₁ = k₂ L₁ T₂ - k₂ L₁ Tc

Tc (k1  L₂ + k₂ L₁) = k₂ L₁ T₂ + k1  L₂ T₁

Tc =  (k₂ L₁ T₂ + k1  L₂ T₁)/(k1  L₂ + k₂ L₁)

2. Dua batang logam A dan B disambungkan dengan suhu ujung-ujungnya berbeda (lihat gambar). 

Jika koefisien konduktivitas logam A setengah kali koefisien konduktivitas logam B, dan panjang AC = 2 CB, maka suhu di C adalah .... °C.

 

Pembahasan:

Konduktivitas, k_A = ½ k_B

Panjang, L_AC = 2L_CB

Suhu campuran, Tc = ?

 

Laju konduktivitas dirumuskan:

H = k . A . c . ΔT

 

Untuk menyelesaikan soal ini dapat dilakukan dengan persamaan

k_A(T_A - T_C)/2L_AC = k_B(T_C - T_B)/L_CB 

½ k_B(110 - T_C)/2L_CB =  k_B(T_C - 40)/L_CB 

110 - T_C = 4T_C - 4(40)

5 T_C = 270

T_C = 54 °C

Jadi, suhu di C adalah 54°C.

Share :