Simulic
Bahasa Indonesia

Lab konduksi dan konveksi – batang logam, dinding berlapis, arus konveksi

FisikaSuhu, kalor, dan gasUsia 17–18

Memuat…

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Tiga percobaan virtual tentang perpindahan kalor. A: panaskan satu ujung batang (tembaga, aluminium, kuningan, besi, baja, atau kaca), catat waktu jatuhnya paku payung yang ditempel lilin, dan amati profil suhu serta kalor masuk dan keluar sampai keadaan tunak P = kAΔT/L. B: dinding hingga tiga lapisan yang tersusun seri, dengan hambatan termal R = e/(λA), laju aliran kalor Φ = ΔT/R, dan suhu di setiap batas lapisan. C: arus konveksi dalam gelas kimia berisi air dengan kristal kalium permanganat dan dalam kotak asap dengan lilin, mengukur berapa lama zat warna atau asap berputar.

Pelajaran: Konduksi kalor (hukum Fourier, hambatan termal) dan konveksi

Yang ditunjukkan

Konduksi memindahkan energi melalui zat padat karena partikel bergetar dan, pada logam, karena elektron bebas bergerak; laju kalor melalui batang atau lempeng adalah P = kAΔT/L (hukum Fourier), sehingga konduktor yang baik memiliki konduktivitas termal k yang besar. Lapisan yang tersusun seri menjumlahkan hambatan termalnya R = L/(kA), seperti resistor dalam rangkaian. Dalam fluida, bagian yang panas memuai, menjadi kurang rapat, lalu naik, sedangkan fluida yang lebih dingin turun: inilah arus konveksi.

Cara menggunakan

Di A. Konduksi pada batang, pilih Bahan, tekan Mulai memanaskan, dan catat kapan setiap paku payung jatuh; gunakan Pengukuran baru untuk membandingkan bahan, Panjang L, atau Diameter d, dan hapus centang Batang berisolasi untuk melihat kalor yang hilang dari sisi. Di B. Dinding berlapis, pilih setiap lapisan dan tebalnya. Di C. Konveksi, tekan Nyalakan pembakar dan Jatuhkan kristal KMnO₄, atau ubah Fluida ke kotak asap lalu tekan Nyalakan lilin dan Pasang kertas berasap. Anda dapat mengulang setiap pengukuran.

Parameter yang dapat diubah

  • Percobaan A. Konduksi pada batang, B. Dinding berlapis, C. Konveksi
  • Bahan batang Tembaga, Aluminium, Kuningan, Besi, Baja tahan karat, Kaca
  • Panjang batang 20–50 cm
  • Diameter batang 0,5–3 cm
  • Suhu ujung panas 40–100 °C
  • Batang berisolasi
  • Tebal lapisan 2 dinding (isolator) 0–30 cm
  • Fluida Air dalam gelas kimia, Udara dalam kotak asap
  • Posisi sumber kalor Kiri, Tengah, Kanan
  • Daya sumber kalor 20–200 W

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa paku payung pada 5 cm jatuh lebih dulu, dan mengapa ada yang tidak pernah jatuh?
  2. Pada keadaan tunak, mengapa kalor yang keluar dari batang sama dengan kalor yang masuk?
  3. Mengapa zat warna ungu naik di atas nyala api lalu turun di sisi seberang gelas kimia?

Simulasi terkait