Kumpulan Soal HUKUM TERMODINAMIKA FISIKA SMA KELAS XI

Soal 1: Energi Dalam Gas Ideal

Soal:
Sebuah gas ideal terdiri dari 2 mol gas monoatomik berada pada suhu 300 K. Hitunglah energi dalam gas tersebut! Diketahui $R = 8.314 \, \text{J/mol} \cdot \text{K}$.

Pembahasan:
Energi dalam gas ideal monoatomik dihitung dengan:

$$U = \frac{3}{2} nRT$$
$$U = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times 300 = 7,482.6 \, \text{J}$$

Jadi, energi dalam gas tersebut adalah 7,482.6 J.

Soal 2: Perubahan Energi Dalam

Soal:
Jika suhu gas monoatomik meningkat dari 300 K menjadi 600 K, hitunglah perubahan energi dalam gas tersebut! Asumsikan jumlah mol gas tetap 2 mol.

Pembahasan:
Perubahan energi dalam dihitung dengan:

$$\Delta U = \frac{3}{2} nR \Delta T$$
$$\Delta U = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times (600 - 300) = 7,482.6 \, \text{J}$$

Jadi, perubahan energi dalam gas tersebut adalah 7,482.6 J.

Soal 3: Hukum Pertama Termodinamika

Soal:
Gas ideal melakukan usaha 500 J saat dipanaskan dengan jumlah panas sebesar 1,000 J. Berapakah perubahan energi dalam gas tersebut?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

$$\Delta U = Q - W$$
$$\Delta U = 1,000 - 500 = 500 \, \text{J}$$

Perubahan energi dalam gas adalah 500 J.

Soal 4: Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menyerap 4,000 J panas dari reservoir panas dan membuang 1,500 J panas ke reservoir dingin. Berapakah usaha yang dilakukan oleh mesin kalor?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

$$W = Q_h - Q_c$$ $$W = 4,000 - 1,500 = 2,500 \, \text{J}$$

Usaha yang dilakukan oleh mesin kalor adalah 2,500 J.

Soal 5: Efisiensi Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menyerap 5,000 J panas dan melakukan usaha sebesar 2,000 J. Hitung efisiensi mesin tersebut.

Pembahasan:
Efisiensi mesin kalor dihitung dengan:

$$\eta = \frac{W}{Q_h} \times 100\%$$
$$\eta = \frac{2,000}{5,000} \times 100\% = 40\%$$

Efisiensi mesin adalah 40%.

Soal 6: Mesin Carnot

Soal:
Sebuah mesin Carnot bekerja antara dua reservoir suhu 500 K dan 300 K. Hitung efisiensi maksimum mesin tersebut.

Pembahasan:
Efisiensi mesin Carnot dihitung dengan:

$$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$$ $$\eta = 1 - \frac{300}{500} = 0.4 \, \text{atau} \, 40\%$$

Efisiensi maksimum mesin Carnot adalah 40%.

Soal 7: Mesin Pendingin

Soal:
Sebuah mesin pendingin bekerja dengan menyerap 2,000 J panas dari ruang dingin dan membuang 3,000 J panas ke lingkungan. Berapa usaha yang dilakukan oleh mesin pendingin tersebut?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

$$W = Q_h - Q_c$$ $$W = 3,000 - 2,000 = 1,000 \, \text{J}$$

Usaha yang dilakukan oleh mesin pendingin adalah 1,000 J.

Soal 8: Koefisien Performa Mesin Pendingin

Soal:
Sebuah mesin pendingin bekerja dengan menyerap 1,200 J dari ruang dingin dan memerlukan usaha 400 J. Hitung koefisien performa (COP) mesin pendingin tersebut.

Pembahasan:
Koefisien performa mesin pendingin dihitung dengan:

$$COP = \frac{Q_c}{W}$$ $$COP = \frac{1,200}{400} = 3$$

Koefisien performa mesin pendingin adalah 3.

Soal 9: Mesin Carnot dengan Efisiensi Maksimum

Soal:
Sebuah mesin Carnot memiliki efisiensi 50%. Jika suhu reservoir dingin adalah 200 K, berapa suhu reservoir panas?

Pembahasan:
Gunakan rumus efisiensi Carnot:

$$\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}$$ $$0.5 = 1 - \frac{200}{T_h}$$ $$\frac{200}{T_h} = 0.5$$
$$T_h = \frac{200}{0.5} = 400 \, \text{K}$$

Suhu reservoir panas adalah 400 K.

Soal 10: Usaha dalam Siklus Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menerima 6,000 J panas dari reservoir panas dan membuang 2,000 J panas ke reservoir dingin. Hitunglah usaha total yang dilakukan mesin dalam satu siklus.

Pembahasan:
Usaha yang dilakukan oleh mesin kalor dalam satu siklus:

$$W = Q_h - Q_c$$ $$W = 6,000 - 2,000 = 4,000 \, \text{J}$$

Usaha total yang dilakukan oleh mesin adalah 4,000 J

Read More

Soal Azas Black (Tingkat Kesulitan Tinggi)

Di dalam sebuah wadah isolator termal, terdapat 300 gram air pada suhu 80°C. Ke dalam wadah tersebut, dicampurkan:

• 100 gram es bersuhu -10°C,
• 150 gram besi pada suhu 150°C,
• 200 gram minyak zaitun pada suhu 60°C.

Diketahui:

• Kalor jenis air: $c_{\text{air}} = 4.186 \, \text{J/g°C}$,
• Kalor jenis es: $c_{\text{es}}=2.1\text{J/g°C,}$
• Kalor lebur es: $L_f = 334 \, \text{J/g}$,
• Kalor jenis besi: $c_{\text{besi}} = 0.45 \, \text{J/g°C}$,
• Kalor jenis minyak zaitun: $c_{\text{minyak}} = 2.0 \, \text{J/g°C}$,
• Suhu lebur es: 0°C.

Hitung suhu akhir campuran dalam keadaan kesetimbangan termal, dengan mengabaikan pertukaran panas dengan lingkungan luar dan mengasumsikan bahwa seluruh es mencair.

---

Jawaban:

Langkah 1: Hitung energi yang dibutuhkan untuk mencairkan es

Es bersuhu -10°C harus naik suhu hingga 0°C, kemudian mencair menjadi air pada suhu 0°C. Maka, kita perlu menghitung dua tahapan:

1. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu es dari -10°C ke 0°C:

   $$Q_1 = m_{\text{es}} \cdot c_{\text{es}} \cdot \Delta T = 100 \, \text{g} \cdot 2.1 \, \text{J/g°C} \cdot (0 - (-10))^\circ \text{C}$$
   $$Q_1 = 100 \cdot 2.1 \cdot 10 = 2100 \, \text{J}$$

2. Kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan es (melebur):

   $$Q_2 = m_{\text{es}} \cdot L_f = 100 \, \text{g} \cdot 334 \, \text{J/g} = 33400 \, \text{J}$$
   

Total kalor yang dibutuhkan oleh es untuk naik suhu dan mencair:

$$Q_{\text{total es}} = Q_1 + Q_2 = 2100 \, \text{J} + 33400 \, \text{J} = 35500 \, \text{J}$$

Langkah 2: Hitung kalor yang dilepaskan oleh air, besi, dan minyak zaitun

Kalor yang dilepaskan oleh masing-masing zat dapat dihitung menggunakan rumus:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

• Kalor yang dilepaskan oleh air (dari suhu 80°C menuju suhu akhir $T_f$):

  $$Q_{\text{air}} = m_{\text{air}} \cdot c_{\text{air}} \cdot (80^\circ \text{C} - T_f)$$
  $$Q_{\text{air}} = 300 \, \text{g} \cdot 4.186 \, \text{J/g°C} \cdot (80 - T_f)$$
  $$Q_{\text{air}} = 1255.8 \cdot (80 - T_f) \, \text{J}$$
  

• Kalor yang dilepaskan oleh besi (dari suhu 150°C menuju suhu akhir $T_f$):

  $$Q_{\text{besi}} = m_{\text{besi}} \cdot c_{\text{besi}} \cdot (150^\circ \text{C} - T_f)$$
  $$Q_{\text{besi}} = 150 \, \text{g} \cdot 0.45 \, \text{J/g°C} \cdot (150 - T_f)$$
  $$Q_{\text{besi}} = 67.5 \cdot (150 - T_f) \, \text{J}$$
  

• Kalor yang dilepaskan oleh minyak zaitun (dari suhu 60°C menuju suhu akhir $T_f$):

  $$Q_{\text{minyak}} = m_{\text{minyak}} \cdot c_{\text{minyak}} \cdot (60^\circ \text{C} - T_f)$$
  $$Q_{\text{minyak}} = 200 \, \text{g} \cdot 2.0 \, \text{J/g°C} \cdot (60 - T_f)$$
  $$Q_{\text{minyak}} = 400 \cdot (60 - T_f) \, \text{J}$$
  

Langkah 3: Terapkan azas Black

Menurut azas Black, jumlah kalor yang diserap oleh es harus sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh air, besi, dan minyak zaitun. Maka:

$$Q_{\text{total es}} = Q_{\text{air}} + Q_{\text{besi}} + Q_{\text{minyak}}$$

Substitusi nilai kalor yang dihitung sebelumnya:

$$35500 \, \text{J} = 1255.8 \cdot (80 - T_f) + 67.5 \cdot (150 - T_f) + 400 \cdot (60 - T_f)$$
$$35500 = 1255.8 \cdot (70.$$

Read More

Kumpulan SOAL TEORI KINETIK GAS FISIKA SMA KELAS XI KURIKULUM MERDEKA 2024

Soal 1: Hakekat Gas Ideal

Soal:
Gas ideal dianggap memiliki sifat-sifat tertentu. Sebutkan 3 sifat utama gas ideal dan jelaskan secara singkat!

Pembahasan:

1. Partikel gas ideal tidak memiliki volume. Ini berarti partikel gas dianggap titik tanpa dimensi.
2. Partikel gas ideal tidak memiliki gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara satu sama lain kecuali saat bertumbukan.
3. Tumbukan antar partikel gas ideal dan dinding wadah adalah elastis sempurna, artinya energi kinetik total sistem tetap konstan.

Soal 2: Energi Kinetik Partikel Gas

Soal:
Berapa energi kinetik rata-rata per partikel gas pada suhu $T = 300 \, \text{K}$ Diketahui konstanta Boltzmann $k_B=1.38\times 10^{-23}\text{J/K<span class="katex"><span aria-hidden="true" class="katex-html"><span class="base"><span class="mord text"><span class="mord">K</span></span></span></span></span>.}$

Pembahasan:
Energi kinetik rata-rata per partikel gas ideal dapat dihitung dengan rumus:

$$E_k = \frac{3}{2} k_B T$$
$$E_k = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 300 = 6.21 \times 10^{-21} \, \text{J}$$

Jadi, energi kinetik rata-rata per partikel gas pada suhu $300\text{K adalah }$$6.21 \times 10^{-21} \, \text{J}$.

Soal 3: Persamaan Keadaan Gas Ideal

Soal:
Sebuah gas ideal memiliki volume 10 liter, tekanan 2 atm, dan suhu 300 K. Berapa jumlah mol gas tersebut? Diketahui konstanta gas $R = 0.0821 \, \text{L} \cdot \text{atm} / \text{mol} \cdot \text{K}$.

Pembahasan:
Gunakan persamaan gas ideal:

$$PV = nRT$$
$$n = \frac{PV}{RT}$$ $$n = \frac{(2)(10)}{(0.0821)(300)} = \frac{20}{24.63} \approx 0.812 \, \text{mol}$$

Jumlah mol gas tersebut adalah 0.812 mol.

Soal 4: Menghitung Usaha Gas dalam Proses Isobarik

Soal:
Gas dengan tekanan tetap 2 atm mengembang dari volume 5 liter menjadi 10 liter. Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gas tersebut! Diketahui 1 atm = 101.3 kPa.

Pembahasan:
Dalam proses isobarik, usaha gas diberikan oleh rumus:

$$W = P \Delta V$$
$$W = 2 \times 101.3 \, \text{kPa} \times (10 - 5) \, \text{L}$$
$$W = 2 \times 101.3 \times 5 = 1013 \, \text{J}$$

Usaha yang dilakukan oleh gas adalah 1013 J.

Soal 5: Gaya yang Diberikan Udara Luar

Soal:
Sebuah piston silinder memiliki luas penampang 0.1 m² dan tekanan udara luar sebesar 100 kPa. Hitung gaya yang bekerja pada piston akibat tekanan udara luar.

Pembahasan:
Gaya yang diberikan oleh udara luar dapat dihitung dengan rumus:

$$F = P A$$
$$F = 100 \times 10^3 \times 0.1 = 10,000 \, \text{N}$$

Gaya yang bekerja pada piston adalah 10,000 N.

Soal 6: Energi Kinetik Total Gas

Soal:
Jika ada 2 mol gas ideal pada suhu 300 K, berapakah total energi kinetik gas tersebut? Diketahui konstanta gas $R = 8.314 \, \text{J/mol} \cdot \text{K}$.

Pembahasan:
Total energi kinetik gas ideal diberikan oleh rumus:

$$E_k = \frac{3}{2} nRT$$
$$E_k = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times 300 = 7,482.6 \, \text{J}$$

Total energi kinetik gas tersebut adalah 7,482.6 J.

Soal 7: Volume Gas Ideal pada Tekanan dan Suhu Tertentu

Soal:
Sebuah gas ideal berada pada suhu 400 K dan tekanan 1 atm. Jika terdapat 0.5 mol gas, berapakah volumenya? Diketahui $R = 0.0821 \, \text{L} \cdot \text{atm}/ \text{mol} \cdot \text{K}$.

Pembahasan:
Gunakan persamaan gas ideal:

$$PV = nRT$$
$$V = \frac{nRT}{P}$$ $$V = \frac{(0.5)(0.0821)(400)}{1} = 16.42 \, \text{L}$$

Jadi, volume gas tersebut adalah 16.42 liter.

Soal 8: Tekanan Gas setelah Pemanasan

Soal:
Sebuah gas ideal dengan volume 2 liter dan tekanan 1 atm dipanaskan hingga suhu meningkat dari 300 K menjadi 600 K. Berapakah tekanan gas tersebut jika volumenya tetap?

Pembahasan:
Gunakan hukum Gay-Lussac:

$$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$$ $$P_2 = P_1 \times \frac{T_2}{T_1} = 1 \times \frac{600}{300} = 2 \, \text{atm}$$

Tekanan gas setelah dipanaskan adalah 2 atm.

Soal 9: Usaha dalam Proses Isotermal

Soal:
Gas dengan jumlah 1 mol mengalami ekspansi isotermal pada suhu 300 K dari volume 2 liter menjadi 6 liter. Hitung usaha yang dilakukan oleh gas. Diketahui $R = 8.314 \, \text{J/mol} \cdot \text{K}$.

Pembahasan:
Dalam proses isotermal, usaha diberikan oleh:

$$W = nRT \ln \left( \frac{V_f}{V_i} \right)$$$$W = (1)(8.314)(300) \ln \left( \frac{6}{2} \right) = 2494.2 \times \ln(3)$$
$$W \approx 2494.2 \times 1.099 = 2741.6 \, \text{J}$$

Usaha yang dilakukan oleh gas adalah 2741.6 J.

Soal 10: Gaya pada Piston dengan Tekanan yang Berbeda

Soal:
Sebuah piston diisi gas dengan tekanan 150 kPa dan luas penampang 0.05 m². Hitung gaya yang bekerja pada piston.

Pembahasan:
Gunakan rumus:

$$F = P A$$
$$F = 150 \times 10^3 \times 0.05 = 7500 \, \text{N}$$

Gaya yang bekerja pada piston adalah 7,500 N.

Read More

SOAL KONDUKSI PADA MATERI SUHU DAN KALOR FISIKA SMA KELAS XI KURIKULUM MERDEKA TAHUN 2024

Soal 1 (2 Logam)

Dua batang logam A dan B dengan panjang dan luas penampang yang sama dihubungkan secara seri. Koefisien konduktivitas termal logam A adalah $k_A = 200 \, \text{W/mK}$ dan logam B adalah $k_B=100\text{W/m. Ujung batang logam A bersuhu 100°C dan ujung logam B bersuhu 0°C. Hitunglah suhu pada sambungan kedua logam tersebut dalam keadaan tunak!}$

Pembahasan: Dalam keadaan tunak, laju kalor yang mengalir melalui kedua logam sama. Maka, berlaku:

$$\frac{T_A - T}{L_A/k_A} = \frac{T - T_B}{L_B/k_B}$$

Dengan $L_A = L_B$ dan $T_A = 100^\circ \text{C}, T_B = 0^\circ \text{C}$, kita substitusi nilai $k_A$ dan $k_B$ ke dalam persamaan:

$$\frac{100 - T}{200} = \frac{T - 0}{100}$$

Penyelesaian:

$$100 - T = 2T \quad \Rightarrow \quad 100 = 3T \quad \Rightarrow \quad T = \frac{100}{3} \approx 33.3^\circ \text{C}$$

Soal 2 (3 Logam)

Tiga batang logam, A, B, dan C, dengan panjang dan luas penampang yang sama, masing-masing memiliki koefisien konduktivitas termal $k_A=200\text{W/mK, }$$k_B = 150 \, \text{W/mK}$, dan $k_C = 100 \, \text{W/mK}$. Suhu di ujung A adalah 100°C dan ujung C adalah 0°C. Tentukan suhu pada sambungan logam A-B dan B-C!

Pembahasan: Laju kalor yang mengalir harus sama untuk setiap logam. Untuk sambungan pertama:

$$\frac{T_A - T_1}{L/k_A} = \frac{T_1 - T_2}{L/k_B}$$

Untuk sambungan kedua:

$$\frac{T_1 - T_2}{L/k_B} = \frac{T_2 - T_C}{L/k_C}$$

Dengan $T_A = 100^\circ \text{C}, T_C = 0^\circ \text{C}$, kita dapat menyelesaikan sistem persamaan ini dan menemukan $T_1$ dan $T_2$.

Jawaban:

Langkah 1: Rumus dasar untuk konduksi kalor dalam keadaan tunak

Dalam keadaan tunak, laju kalor yang mengalir melalui kedua logam sama. Maka, berlaku:

$$\frac{T_A - T}{L_A/k_A} = \frac{T - T_B}{L_B/k_B}$$

Dimana:

• $T_A = 150^\circ \text{C}$
  
• $T_B=50^{\circ }\text{C}$
• $L_A=2\text{m}$
• $L_B = 3 \, \text{m}$
  
• $k_A=400\text{W/m}$
• $k_B=200\text{W/mK}$
• $T$ adalah suhu pada sambungan kedua logam

Langkah 2: Substitusi nilai ke dalam persamaan

Sekarang, kita substitusi nilai-nilai tersebut ke dalam persamaan:

$$\frac{150 - T}{2 / 400} = \frac{T - 50}{3 / 200}$$

Sederhanakan masing-masing:

$$\frac{150 - T}{2 / 400} = \frac{150 - T}{0.005}$$$$\frac{T - 50}{3 / 200} = \frac{T - 50}{0.015}$$

Persamaan tersebut menjadi:

$$\frac{150 - T}{0.005} = \frac{T - 50}{0.015}$$

Langkah 3: Selesaikan persamaan

Kalikan kedua sisi dengan 0.005 dan 0.015 untuk menghilangkan penyebut:

$$0.015(150 - T) = 0.005(T - 50)$$

Kemudian, distribusikan:

$$2.25 - 0.015T = 0.005T - 0.25$$

Satukan semua suku yang mengandung $T$ di satu sisi:

$$2.25 + 0.25 = 0.005T + 0.015T$$
$$2.5 = 0.02T$$

Sekarang, selesaikan untuk $T$:

$$T = \frac{2.5}{0.02} = 125^\circ \text{C}$$

Jadi, suhu pada sambungan kedua logam tersebut adalah 125°C.

---

Penjelasan:

Dalam konduksi kalor yang melibatkan dua logam dengan sifat konduktivitas termal yang berbeda, suhu pada sambungan akan berada di antara suhu ujung-ujung kedua logam. Semakin tinggi konduktivitas termal suatu logam, semakin besar kemampuannya menghantarkan panas, sehingga suhu sambungan lebih dekat ke suhu ujung logam dengan konduktivitas lebih tinggi

Soal 3 (3 Logam berbentuk Y)

Tiga batang logam, A, B, dan C, masing-masing memiliki panjang dan luas penampang yang sama, disambung membentuk huruf Y. Ujung batang logam A berada pada suhu 200°C, sedangkan ujung batang B berada pada suhu 100°C, dan ujung batang C pada suhu 50°C. Sambungan ketiga batang logam berada pada suhu kesetimbangan $T_s$. Koefisien konduktivitas termal untuk logam A, B, dan C berturut-turut adalah $k_A = 300 \, \text{W/mK}$, $k_B = 100 \, \text{W/mK}$, dan $k_C = 200 \, \text{W/mK}$.

Hitunglah suhu kesetimbangan $T_s$ di sambungan ketiga logam tersebut dalam keadaan tunak.

---

Petunjuk:

• Rambatan kalor dalam sistem ini terjadi dengan laju kalor yang keluar dari batang A harus sama dengan laju kalor yang diterima oleh batang B dan batang C.
• Dalam keadaan tunak, berlaku hukum kekekalan energi, yaitu kalor yang mengalir dari A ke sambungan sama dengan jumlah kalor yang mengalir ke B dan C.

Rumus:

$$\dot{Q}_A = \dot{Q}_B + \dot{Q}_C$$

Dengan:

$$\dot{Q}_A = k_A \cdot A \cdot \frac{T_A - T_s}{L}, \quad \dot{Q}_B = k_B \cdot A \cdot \frac{T_s - T_B}{L}, \quad \dot{Q}_C = k_C \cdot A \cdot \frac{T_s - T_C}{L}$$

---

Jawaban:

Langkah 1: Memahami konsep aliran kalor dalam sistem

Pada sambungan ketiga batang logam yang membentuk huruf Y, dalam keadaan tunak, laju kalor yang keluar dari batang A menuju sambungan harus sama dengan jumlah laju kalor yang diterima oleh batang B dan batang C. Artinya, kita harus menyeimbangkan laju kalor yang mengalir melalui masing-masing batang:

$$\dot{Q}_A = \dot{Q}_B + \dot{Q}_C$$

Dimana:

• $\dot{Q}_A$ adalah laju kalor yang mengalir dari logam A ke sambungan,
• $\dot{Q}_B$ adalah laju kalor yang mengalir dari sambungan ke logam B,
• $\dot{Q}_C$ adalah laju kalor yang mengalir dari sambungan ke logam C.

Langkah 2: Persamaan aliran kalor pada masing-masing logam

Untuk menghitung laju kalor, gunakan persamaan konduksi panas:

$$\dot{Q} = k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{L}$$

Karena panjang $L$ dan luas penampang $A$ ketiga batang logam sama, maka rumusnya disederhanakan menjadi:

$$\dot{Q}_A = k_A \cdot (T_A - T_s)$$
$$\dot{Q}_B = k_B \cdot (T_s - T_B)$$$$\dot{Q}_C = k_C \cdot (T_s - T_C)$$

Dimana:

• $T_A = 200^\circ \text{C}$
  
• $T_B = 100^\circ \text{C}$
  
• $T_C = 50^\circ \text{C}$
  
• $k_A = 300 \, \text{W/mK}$
  
• $k_B=100\text{W/mK}$
• $k_C = 200 \, \text{W/mK}$
• $T_s$ adalah suhu kesetimbangan yang dicari.

Langkah 3: Menyeimbangkan laju kalor

Dengan menggunakan prinsip kesetimbangan kalor:

$$k_A \cdot (T_A - T_s) = k_B \cdot (T_s - T_B) + k_C \cdot (T_s - T_C)$$

Substitusi nilai-nilai yang diketahui:

$$300 \cdot (200 - T_s) = 100 \cdot (T_s - 100) + 200 \cdot (T_s - 50)$$

Sederhanakan persamaan:

$$300 \cdot (200 - T_s) = 100 \cdot (T_s - 100) + 200 \cdot (T_s - 50)$$
$$60000 - 300T_s = 100(T_s - 100) + 200(T_s - 50)$$

Distribusikan masing-masing:

$$60000 - 300T_s = 100T_s - 10000 + 200T_s - 10000$$
$$60000 - 300T_s = 300T_s - 20000$$

Langkah 4: Satukan suku-suku yang mengandung $T_s$

Satukan semua suku yang mengandung $T_s$ di satu sisi:

$$60000 + 20000 = 300T_s + 300T_s$$ $$80000 = 600T_s$$

Langkah 5: Selesaikan untuk $T_s$

Sekarang, selesaikan untuk $T_s$:

$$T_s = \frac{80000}{600} = 133.33^\circ \text{C}$$

---

Penjelasan: Dalam sistem konduksi kalor yang melibatkan tiga logam dengan bentuk sambungan Y, suhu kesetimbangan $T_s$ di sambungan ditentukan oleh sifat konduktivitas termal setiap logam dan perbedaan suhu pada ujung-ujung logam tersebut. Logam dengan konduktivitas lebih tinggi cenderung menghantarkan lebih banyak kalor, sehingga suhu kesetimbangan $T_s$ akan mendekati suhu logam dengan konduktivitas tertinggi, dalam hal ini logam A

Read More