PERTEMUAN - 3 KALOR

Rangkuman – 3 Kalor

 

C. Perpindahan Kalor

    Perpindahan kalor pada zat padat, cair, dan gas

(1) Konduksi = perpindahan kalor pada zat Padat

 

Rumus :

(2) Konveksi = perpindahan kalor pada zat aliran (fluida)

 

 Rumus :

(3) Radiasi = perpindahan kalor yang tidak memerlukan

medium penghantar

Rumus :

Catatan :

Pada perpindahan kalor secara Radiasi, tidak memerlukan medium dalam menghantarkan kalor. Sebab kalor dipancarkan berupa gelombang elektromagnet.

 

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN :

 

Soal : 01

Dua logam A dan B memiliki luas penampang yang sama, tetapi panjang logam A dua kali panjang logam B. Ujung kiri A bersuhu 100⁰C dan ujung kanan B bersuhu 0⁰C. Apabila konduktivitas thermal A tiga kali konduktivitas thermal B, maka suhu pada sambungan (T_K) antara A dan B adalah …

A.   30⁰C

B.   40⁰C

C.   50⁰C

D.   60⁰C

E.    70⁰C

 

Pembahasan :

Kunci : D

 

Soal : 02

Dalam sebuah batang aluminium ( k = 210 W/K.m ) ternyata terjadi arus kalor sebesar 8 kalori setiap sekon setiap cm² luas penampangnya. Gradien suhu dalam batang tersebut sekitar adalah … ⁰C/cm

A.   20

B.   19

C.   18

D.   17

E.    16

 

Pembahasan :

 

Kunci : E

 

Soal : 03

Pada malam hari suhu di dalam rumah sebesar 26 ⁰C dan di luar rumah 25 ⁰C. Bila jendela rumah yang luasnya 1 m² dibuka, maka akan terjadi aliran kalor. Jika koefisien konveksi udara 5 W/m² K, hitunglah laju aliran kalornya … watt.

A.   1,0

B.   2,0

C.   3,0

D.   4,0

E.    5,0

Pembahasan :

Kunci : E

 

Soal : 04

Sebuah benda berbentuk bola dengan diameter 2 cm bersuhu tetap 600 ⁰C. Kalau benda dianggap hitam, berapa energi yang dipancarkan oleh benda tiap detik ?

A.   31,4 watt

B.   41,4 watt

C.   51,4 watt

D.   61,4 watt

E.    71,4 watt

 

Pembahasan :

 

Luas permukaan bola, A :

 

Laju kalor per waktu, P :

Kunci : B

 

 

Soal : 05

Seorang tanpa busana dengan luas permukaan badan 1,40 m² dan emisitivitas 0,85 memiliki suhu tubuh 37 ⁰C berdiri dalam ruangan yang bersuhu 20 ⁰C. Banyak panas yang diradiasikan orang tersebut per menit adalah sekitar …

A.   6,55 kJ

B.   7,55 kJ

C.   8,55 kJ

D.   9,55 kJ

E.    10,55 kJ

 

Pembahasan :

 

Catatan : W = Q

 

Kunci : B

 

SERI 9 OSN SMA

Soal ini saya kutip dari soal seleksi KSN 2020 Bidang Fisika 

untuk tingkat Kabupaten/Kota.

 

Soal : 02

Selama empat hari berturut – turut, seorang anak berangkat dari 

rumah dengan berjalan kaki menuju sekolah selalu pada waktu 

keberangkatan yang sama. Bel masuk sekolah juga memang diset 

untuk berbunyi pada waktu yang sama.

        a)   Pada hari pertama, anak terbsebut mulai berjalan dengan 

            kecepatan awal 50 meter per menit dan dipercepat dengan 

            percepatan 2 meter per menit². Ternyata dia tiba di sekolah 

            5 menit setelah bel berbunyi.

        b)  Pada hari kedua, anak tersebut mulai berjalan dengan 

            kecepatan awal 150 meter per menit dan diperlambat 

            dengan perlambatan 2 meter per menit². Ternyata dia tiba 

            di sekolah 5 menit sebelum bel berbunyi.

        c)  Pada hari ketiga, ia memutuskan untuk berjalan dengan 

            kecepatan konstan (yang nilainya lebih besar dari 100 meter 

            per menit) hingga tiba di sekolah. Ternyata dia tiba 

            di sekolah tepat saat bel berbunyi.

 

Jika pada hari keempat ia berjalan dengan kecepatan konstan 100 meter 

per menit, berapa menit ia tiba di sekolah setelah bel berbunyi.

 

Pembahasan :

 

Catatan soal :

    ·        Anak berangkat pada waktu yang sama

    ·        Bel di setting berbunyi pada waktu yang sama

 

Diketahui,

Waktu berangkat dengan waktu bel, t (menit)

Jarak rumah – sekolah, x (meter)

 

Hari Pertama,

Si anak terlambat 5 menit, t₁ = t + 5 (menit)

Hari Kedua,

Si anak lebih awal 5 menit, t₂ = t – 5 (menit)

Persamaan (1) kita subsitusikan dengan persamaan (2)

Hari Ketiga,

Selanjutnya kita menghitung jarak rumah ke sekolah, untuk memastikan nilai waktu yang digunakan. Untuk memastikan, kita komparasi dengan kecepatan si anak di hari ketiga.

 

Sesuai dengan data soal di atas, si anak berencana berjalan dengan kecepatan di atas 100 meter per menit.

Kecepatan si anak,

 

Dari keterangan soal, ia berniat berjalan dengan kecepatan di atas 100 meter per menit. Dan hasilnya kecepatan si anak jika jarak ke rumahnya 1400 meter, bernilai kurang dari 100 meter per menit.

 

Tambahan ( t = 35 menit )

 

 Kecepatan si anak,

Dengan jarak rumah ke sekolah sejauh 3600 meter, berarti kecepatan si anak pada hari ketiga diatas 100 meter per menit sudah tepat. Maka kesimpulannya, jarak rumah ke sekolah si anak adalah 3600 meter. Maka jarak 3600 meter inilah yang kita gunakan. Dan waktu yang digunakan, kita pakai t = 35 menit.

 

Hari keempat,

Jarak rumah ke sekolah, x = 3600 meter dan waktu t₄ dapat kita hitung.

 Kesimpulannya :

Berarti si anak telah 1 menit saat tiba di sekolah dan bel di sekolah telah berbunyi.

Terima Kasih, 

MATERI AJAR ENERGI INTI

MATERI       : ENERGI IKAT INTI 

KELAS         : XII - SMA 

SEKOLAH   : SMA WR SUPRATMAN 2 MEDAN 

PENULIS     : PARULIAN SIMORANGKIR 

SERI PEMBAHASAN GHS 15

Soal : 15

Sebuah benda yang massanya 200 gram bergetar harmonik

dengan periode 0,2 sekon dan amplitudo 2 cm. Tentukan :

a) besar energi kinetik saat simpangannya 1 cm

b) besar energi potensial saat simpangannya 1 cm

c) besar energi total

Pembahasan :

Massa, m = 200 gr = 0,2 kg

Periode, T = 0,2 s

Amplitudo, A = 2 cm = 0,02 m

Bagian a) 

Maka energi kinetik saat simpangan y = 1 cm = 0,01 m 

Bagian b)

Energi potensial saat y = 1 cm = 0,01 m 

Bagian c)

Energi total saat y = 1 cm = 0,01 m

SERI PEMBAHASAN GHS 14

Soal : 14

Dua buah pegas dengan kostanta sama besar

masing-masing sebesar 150 N/m disusun secara

paralel seperti terlihat pada gambar berikut.

 

 

Tentukan besar periode dan frekuensi susunan tersebut,

jika massa beban m adalah 3 kilogram.

 

Pembahasan : 

SERI PEMBAHASAN GHS 13

Soal : 13

Dua buah pegas identik dengan konstanta masing – masing 200 N/m disusun seri seperti gambar berikut. Jika beban m sebesar 2 kg, digantung di bawah ujung pegas.

Maka periode sistem pegas.

 

Pembahasan :

 

Diketahui, 

Ditanya, periode sistem, T = … ? 

Catatan :

Jika pegas lebih dari satu disebut sistem, maka anda harus memahami sistem pegasnya. Ada dua sistem pegas, yakni sistem seri dan sistem paralel. Soal yang sedang kita bahas adalah sistem seri, maka kita harus selesaikan sistem konstantanya secara seri.

Rumus di atas hanya bisa kita gunakan semata – mata jika nilai K – nya seragam.

 

Maka nilai periode, T – nya