1. Soal UN 2000/2001 Show 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 oC 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 :Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T1 = suhu tinggi, T2 = suhu rendah, l = panjang benda. 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. Jawaban yang benar adalah E. 2. Soal UN 2003/2004 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 :Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T2 = suhu tinggi, T1 = suhu rendah, l = panjang benda. Luas penampang sama, panjang batang sama, perubahan suhu sama. Jawaban yang benar adalah E. 3. Soal UN 2007/2008 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 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 :Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas permukaan, T1-T2 = perubahan suhu, l = panjang batang Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan. Jawaban yang benar adalah D. 4. Soal UN 2008/2009 P12 No 14 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 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 :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 : Dua batang logam A dan B berukuran sama sehingga luas permukaan (A) dan panjang (l) batang dilenyapkan dari persamaan. Jawaban yang benar adalah C. 5. Soal UN SMA/MA 2017 No.23 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 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 : Keterangan : Q/t = laju perpindahan kalor, k = konduktivitas termal, A = luas penampang, T1 = suhu awal, T2 = suhu akhir, l = panjang batang. Panjang (l) dan luas penampang (A) sama sehingga dilenyapkan dari persamaan. Gunakan persamaan ini untuk menghitung suhu. Tinjau batang logam A dan B. Tinjau batang logam B dan C. Eliminasikan persamaan 1 dan persamaan 2 : Hitung T2 menggunakan persamaan 1 : Jawaban yang benar adalah A. |