Konduktivitas termal dari selembar bahan isolasi kaku hasil ekstrusi dilaporkan sebesar $k = 0,029 \text{ W/m} \cdot \text{K}$. Perbedaan suhu yang terukur pada lembaran bahan setebal $25 \text{ mm}$ tersebut adalah $T_1 − T_2 = 12 \text{ K}$.
(a) Berapakah fluks kalor yang melalui lembaran isolasi berukuran $3 \text{ m} \times 3 \text{ m}$ tersebut?
(b) Berapakah laju perpindahan kalor yang melalui lembaran isolasi tersebut?
(c) Berapakah hambatan termal lembaran tersebut akibat konduksi?
Kita identifikasi data yang diperlukan
- Konduktivitas termal ($k$) = $0,029 \text{ W/m}\cdot\text{K}$
- Ketebalan lembaran ($L$) = $0,025 \text{ m}$
- Perbedaan suhu ($\Delta T = T_1 – T_2$) = $12\text{ K}$
- Luas penampang ($A$) = $3 \text{ m} \times 3 \text{ m} = 9 \text{ m}^2$
(a) Fluks Kalor yang Terhitung
Fluks kalor adalah laju perpindahan panas per satuan luas penampang.
$$q”_x = k \frac{T_1 – T_2}{L}$$
$$q”_x = 0,029 \cdot \frac{12}{0,025}$$
$$q”_x = 0,029 \cdot 480$$
$$\mathbf{q”_x = 13,920 \text{ W/m}^2}$$
(b) Perhitungan Laju Perpindahan Kalor
Laju perpindahan kalor adalah berapa fluks kalor yang mengalir di luas penampang.
$$q_x = q \cdot A$$
$$q_x = 13,920 \cdot 9$$
$$\mathbf{q_x = 125,280 \text{ W}}$$
(c) Perhitungan Resistansi Thermal
Hambatan termal konduksi untuk dinding datar (plane wall) dirumuskan sebagai berikut:
$$R_t = \frac{L}{k \cdot A}$$
$$R_t = \frac{0,025}{0,029 \cdot 9}$$
$$R_t = \frac{0,025}{0,261}$$
$$\mathbf{R_t = 0,095785 \text{ K/W}}$$
