Berikut ini adalah pertanyaan dari RaihanMuwaffaq pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas
jika suhu di ujung logam di perunggu adalah 150°C dan suhu di ujung logam bebas perak 50°C tentukan suhu sambungan antara perunggu dan aluminium dan alamunium dengan perak
Jawaban dan Penjelasan
Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.
Untuk menentukan suhu sambungan antara perunggu dan aluminium, kita dapat menggunakan hukum Joule-Thomson. Hukum ini menyatakan bahwa perubahan suhu pada gas yang melewati sambungan pada logam akan sebanding dengan perubahan tegangan pada gas tersebut. Karena logam perunggu memiliki suhu 150°C yang lebih tinggi dibandingkan dengan logam aluminium, maka tegangan pada gas pada sambungan perunggu-aluminium akan lebih besar dibandingkan dengan tegangan pada gas pada sambungan aluminium-perak. Oleh karena itu, suhu pada sambungan perunggu-aluminium akan lebih rendah dibandingkan dengan suhu pada sambungan aluminium-perak.
Untuk menentukan suhu sambungan antara aluminium dan perak kita dapat menggunakan konsep konduktivitas termal. Konduktivitas termal merupakan besarnya laju panas yang dapat diterima oleh suatu benda per satuan luas dan perbedaan suhu.
Kita dapat mengetahui suhu sambungan dengan menggunakan persamaan :
Q = k.A.(ΔT/L)
dimana
Q = kuantitas panas yang diterima oleh benda
k = konduktivitas termal
A = luas permukaan
ΔT = perbedaan suhu
L = panjang benda
Berdasarkan perbandingan yang diberikan bahwa batang perunggu memiliki konduktivitas termal 2 kali lebih besar dari batang aluminium dan batang perak memiliki konduktivitas termal 4 kali lebih besar dari batang aluminium.
sehingga suhu sambungan antara aluminium dan perak dapat diperoleh dengan mengkalikan konduktivitas termal batang perak dengan suhu ujung logam bebas perak dikurangi dengan konduktivitas termal batang aluminium dikali dengan suhu ujung logam di perunggu.
Suhu sambungan antara aluminium dan perak = (450°C) - (2150°C) = -100°C
Suhu sambungan antara perunggu dan aluminium dapat diperoleh dengan mengkalikan konduktivitas termal batang perunggu dengan suhu ujung logam di perunggu dikurangi dengan konduktivitas termal batang aluminium dikali dengan suhu ujung logam bebas perak.
Suhu sambungan antara perunggu dan aluminium = (2150°C) - (450°C) = 100°C
Namun, perludiingat bahwa hasil perhitungan di atas hanya merupakan aproksimasi karena tidak memperhitungkan faktor-faktor lain seperti koefisien kontak, kerapatan, dan laju aliran gas. Selain itu, perlu diingat bahwa sambungan yang diberikan adalah dengan kawat las RB32, sehingga konduktivitas termal dari kawat las juga harus diperhitungkan dalam perhitungan.
Kesimpulannya, suhu sambungan antara perunggu dan aluminium sekitar 100°C dan suhu sambungan antara aluminium dan perak sekitar -100°C. Namun perlu diingat bahwa ini hanya aproksimasi dan hasil yang sebenarnya mungkin berbeda dari hasil yang diperoleh.
Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh pangerannatanael202 dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.
Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact
Last Update: Thu, 27 Apr 23