Jawaban:

0,8 menit

Penjelasan:

Untuk menghitung waktu pendingin yang dibutuhkan agar pusat geometri semangka mencapai suhu 5°C, kita perlu menggunakan hukum pendinginan Newton dan hukum Fourier untuk konduksi panas.

Langkah-langkah untuk menghitung waktu pendingin sebagai berikut:

Hitung luas permukaan semangka:

Luas permukaan semangka = 4πr^2

= 4π(8/100)^2

= 0.0201 m^2 (menggunakan radius dalam meter)

Hitung perubahan suhu:

ΔT = suhu awal - suhu akhir

= 23°C - 5°C

= 18°C (perubahan suhu dalam derajat Celsius)

Hitung laju perpindahan panas melalui konduksi:

Q1 = (konduktivitas panas) x (luas permukaan) x (ΔT)

= 0.355 W/m°C x 0.0201 m^2 x 18°C

= 0.1283 W

Hitung massa semangka:

Massa semangka = densitas x volume

= 1060 kg/m^3 x (4/3)πr^3

= 1060 kg/m^3 x (4/3)π(8/100)^3

= 0.0225 kg

Hitung kalor yang dibutuhkan untuk mengubah suhu semangka:

Q2 = (massa) x (panas spesifik) x (ΔT)

= 0.0225 kg x 3.97 kJ/kg°C x 18°C

= 1.438 kJ

= 1438 J (konversi ke Joule)

Hitung total kalor yang dibutuhkan:

Total Q = Q1 + Q2

= 0.1283 W + 1438 J

= 0.1283 W + 1438 J/3600 s (konversi ke watt)

= 0.1283 W + 0.3994 W

= 0.5277 W

Hitung waktu pendingin:

Waktu = Total Q / (laju perpindahan panas melalui konveksi)

= 0.5277 W / (40 W/m^2°C)

= 0.0132 jam

≈ 0.8 menit

Jadi, waktu pendingin yang dibutuhkan agar pusat geometri semangka mencapai suhu 5°C adalah sekitar 0.8 menit.