Besi tersebut memiliki laju aliran kalor sebesar 960 kJ/s. Simak penjelasan berikut!

Pembahasan

Perpindahan kalor dapat dilakukan dengan berbagai cara. Berikut adalah macam perpindahan kalor.

1) Konduksi

Konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel-partikelnya. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

H = Q/t = kAΔT / L

dengan

H = daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

k = konduktivitas bahan (Wm⁻²K⁻¹)

A = luas penampang bahan (m²)

ΔT = selisih suhu (K)

L = panjang benda (m)

t = waktu (s)

2) Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor dengan disertai perpindahan partikel-partikelnya. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

H = Q/t = hAΔT

dengan

H = daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

h = koefisien konveksi (Wm⁻²K⁻¹)

A = luas permukaan bahan (m²)

ΔT = selisih suhu (K)

t = waktu (s)

3) Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

P = Q/t = eσAT⁴

dengan

P = daya radiasi atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 × 10⁻⁸ Wm⁻²K⁻⁴)

e = emisivitas bahan (0 < e < 7) ...  (e = 1 untuk benda hitam)

A = luas permukaan bahan (m²)

T = selisih mutlak (K)

t = waktu (s)

Diketahui

Luas permukaan bahan A = 2 m²

Tebal pelat L = 1 cm = 1 × 10⁻² m

Konduktivitas termal k = 80 W/mK

Perbedaan suhu T = 60 °C

Ditanya

Laju aliran kalor

Penyelesaian

Laju aliran kalor adalah banyak energi kalor tiap satu satuan waktu = Q/ t

Laju aliran kalor pada pelat

Q/t = kAΔT / L

Q/t = 80×2×60 / 10⁻²

Q/t = 9.600×10²

Q/t = 960.000 Joule/s

atau

Q/t = 960 kJ/s

Kesimpulan

Jadi, besi tersebut memiliki laju aliran kalor sebesar 960 kJ/s.

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang kalor: yomemimo.com/tugas/21342706

2. Konversi suhu: yomemimo.com/tugas/21236269

3. Soal tentang energi Radiasi: yomemimo.com/tugas/21320897

Detail jawaban

Kelas: 11

Mapel: Fisika

Bab: Suhu dan Kalor

Kode: 11.6.5

Kata kunci: kalor, perpindahan, konduktivitas, termal, perbedaan, suhu