ujian 1 termodinamika sp 2009

UJIAN 1 TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS SEMESTER PENDEK 2009
Untuk memperoleh poin maksimum, tunjukkan semua perhitungan yang diperlukan. Kumpulkan
jawaban Anda berikut soal dan kertas corat-coret yang disediakan.
Jendela merupakan bagian penting dari bangunan untuk ventilasi cahaya. Tetapi, kaca yang tipis
mengakibatkan kerugian karena perpindahan panas melaluinya. Salah satu gagasan untuk
mengurangi perpindahan panas melalui jendela adalah menggunakan kaca rangkap dengan udara di
antara dua kacanya. Sebuah jendela rangkap yang berukuran tinggi 0,8 m dan lebar 1,5 m terdiri dari
dua lapis kaca (k = 0,78 W/(m.oC) yang masing-masing tebalnya 4 mm. Kedua kaca ini dipisahkan
oleh lapisan udara diam (k = 0,026 W/(m.oC) setebal 10 mm. Pada suatu hari di musim dingin suhu
udara ruang adalah 20 oC dan suhu udara luar -10 oC. Koefisien perpindahan kalor konveksi udara di
dalam ruangan ke permukaan kaca adalah h1 = 10 W/(m2.oC) dan koefisien perpindahan kalor
konveksi dari permukaan kaca ke udara luar adalah h2 = 40 W/(m2.oC).
a) Sebutkan mekanisme perpindahan panas tersebut dengan cara menyebutkan mode
perpindahan panas dan dari mana ke mana (10).
b) Gambarkan sketsa persoalan tersebut dilengkapi dengan profil suhu dan analogi jaringan
listriknya (10).
c) Hitunglah tahanan termal masing-masing (20)
d) Hitunglah tahanan termal total (10)
e) Hitunglah laju perpindahan kalor (10)
f) Hitunglah suhu permukaan kaca bagian luar (10)
g) Hitunglah laju perpindahan kalor jika jendela hanya memiliki satu kaca yang tebalnya 8 mm
(hal ini sama saja dengan menyusun kedua kaca berdempetan tanpa rongga) (20).
h) Bandingkan hasilnya dengan kasus sebelumnya dan kesimpulan apa yang bisa Anda peroleh
(10).
UJIAN 1 TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS SEMESTER PENDEK 2009
Untuk memperoleh poin maksimum, tunjukkan semua perhitungan yang diperlukan. Kumpulkan
jawaban Anda berikut soal dan kertas corat-coret yang disediakan.
Uap air pada suhu T1 = 320 oC mengalir dalam pipa besi tempa (k1 = 80 W/m.oC) yang memiliki
diameter dalam 5 cm dan diameter luar 5,5 cm. Pipa itu dibalut dengan lapisan wool-gelas setebal 1
cm dengan nilai konduktivitas termal k2 = 0,05 W/m.oC. Panas hilang secara konveksi ke udara
lingkungan yang bersuhu T1 = 5 oC dengan nilai koefisien perpindahan panas konveksi h1 = 18
W/m2.oC; sedangkan nilai koefisien perpindahan panas di dalam pipa h2 = 60 W/m2.oC.
a) Jelaskan mekanisme perpindahan panas yang terjadi dengan cara menyebutkan mode
perpindahan panas dan dari mana ke mana (10).
b) Gambarkan sketsa persoalan tersebut dilengkapi dengan profil suhu dan analogi jaringan
listriknya (10).
c) Hitunglah tahanan termal masing-masing (20)
d) Hitunglah tahanan termal total (10)
e) Hitunglah laju perpindahan kalor (10)
f) Hitunglah suhu permukaan kaca bagian luar (10)
g) Hitunglah laju perpindahan kalor jika pipa tidak diisolasi (20).
h) Bandingkan hasilnya dengan kasus sebelumnya dan kesimpulan apa yang bisa Anda peroleh
(10).