Tinjau sebuah jendela pesawat berukuran $400 \text { mm} \times 400 \text{ mm}$. Untuk perbedaan suhu sebesar $90^\circ \text{C}$ antara permukaan dalam dan permukaan luar jendela, hitunglah laju kehilangan kalor yang menembus jendela berbahan polikarbonat, kaca soda-kapur, dan aerogel, yang masing-masing memiliki ketebalan $L = 12 \text{ mm}$. Konduktivitas termal aerogel dan polikarbonat berturut-turut adalah $k_{ag} = 0,014 \text{ W/m} \cdot \text{K}$ dan $k_{pc} = 0,21 \text{ W/m} \cdot \text{K}$. Tentukan nilai konduktivitas termal kaca soda-kapur pada suhu $300 \text{ K}$. Jika pesawat memiliki 130 jendela dan biaya untuk memanaskan udara kabin adalah $\$1 \text{/kW} \cdot \text{h}$, bandingkan biaya yang timbul akibat kehilangan kalor melalui jendela-jendela tersebut untuk penerbangan antarbenua selama 8 jam.
Biaya Penerbangan Aerogel
Kita hitung luas permukaan jendela
$$A = L \times W$$
$$A = 0,4 \times 0,4$$
$$A = 0,16 \text{ m}^2$$
Kita hitung laju kehilangan kalor yang dihasilkan
$$q_{ag} = \frac{k_{ag} \cdot A \cdot \Delta T}{L}$$
$$q_{ag} = \frac{0,014 \cdot 0,16 \cdot 90}{0,012}$$
$$q_{ag} = \frac{0,201600}{0,012}$$
$$q_{ag} = 16,8 \text{ W}$$
Kita hitung energi total yang dihasilkan
$$E_{total} = q_{ag} \times \text{ Jumlah Jendela} \times \text{ Lama Waktu}$$
$$E_{total} = 0,016800 \times 130 \times 8$$
$$E_{total} = 17,472 \text{ kWh}$$
Kita hitung biaya yang harus dibayar
$$\text{Biaya} = E_{total} \times \$1/\text{kWh}$$
$$\text{Biaya} = 17,472 \times \$1$$
$$\text{Biaya} = \$17,472$$
Biaya Penerbangan Polikarbonat
Kita hitung luas permukaan jendela
$$A = L \times W$$
$$A = 0,4 \times 0,4$$
$$A = 0,16 \text{ m}^2$$
Kita hitung laju kehilangan kalor yang dihasilkan
$$q_{pc} = \frac{k_{pc} \cdot A \cdot \Delta T}{L}$$
$$q_{pc} = \frac{0,21 \cdot 0,16 \cdot 90}{0,012}$$
$$q_{pc} = \frac{3,024}{0,012}$$
$$q_{pc} = 252 \text{ W}$$
Kita hitung energi total yang dihasilkan
$$E_{total} = q_{pc} \times \text{ Jumlah Jendela} \times \text{ Lama Waktu}$$
$$E_{total} = 0,252 \times 130 \times 8$$
$$E_{total} = 262,08 \text{ kWh}$$
Kita hitung biaya yang harus dibayar
$$\text{Biaya} = E_{total} \times \$1/\text{kWh}$$
$$\text{Biaya} = 262,08 \times \$1$$
$$\text{Biaya} = \$262,08$$
Biaya Penerbangan Kaca Soda Kapur
Kita hitung luas permukaan jendela
$$A = L \times W$$
$$A = 0,4 \times 0,4$$
$$A = 0,16 \text{ m}^2$$
Kita hitung laju kehilangan kalor yang dihasilkan
$$q_{gl} = \frac{k_{gl} \cdot A \cdot \Delta T}{L}$$
$$q_{gl} = \frac{1,4 \cdot 0,16 \cdot 90}{0,012}$$
$$q_{gl} = \frac{20,16}{0,012}$$
$$q_{gl} = 1680 \text{ W}$$
Kita hitung energi total yang dihasilkan
$$E_{total} = q \times \text{ Jumlah Jendela} \times \text{ Lama Waktu}$$
$$E_{total} = 1,68 \times 130 \times 8$$
$$E_{total} = 1747,2 \text{ kWh}$$
Kita hitung biaya yang harus dibayar
$$\text{Biaya} = E_{total} \times \$1/\text{kWh}$$
$$\text{Biaya} = 1747,2 \times \$1$$
$$\text{Biaya} = \$1747,2$$
