Untuk menentukan suhu keluar dari heater, kita bisa menggunakan prinsip konservasi energi, khususnya pada transfer panas. Karena sistem steady-state dan heater 100% efisien, energi yang diberikan oleh pemanas sepenuhnya digunakan untuk menaikkan suhu air.

Rumus dasar yang digunakan adalah:

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

Dimana:

• $Q$ adalah energi panas yang diberikan (Joule atau Watt-jam)
• $m$ adalah massa air (kg)
• $c$ adalah kapasitas panas air (sekitar 4.18 kJ/kg°C)
• $\Delta T$ adalah perubahan suhu ($T_{out} - T_{in}$)

Langkah-langkah:

1. Daya pemanas (P): Diketahui daya pemanas air adalah 5 kW = 5000 J/s.

2. Debit aliran air: Debit air adalah 75 liter/menit, yang setara dengan 75/60 = 1.25 liter/detik = 1.25 kg/detik (karena 1 liter air = 1 kg).

3. Energi yang diberikan oleh heater per detik: Energi panas yang diberikan oleh heater per detik ($Q$) adalah 5000 Joule (karena 1 kW = 1000 Joule/s).

4. Mencari perubahan suhu $\Delta T$:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ $5000 = 1.25 \cdot 4180 \cdot \Delta T$ $\Delta T = \frac{5000}{1.25 \cdot 4180}$ $\Delta T \approx 0.96°C$

5. Suhu keluar ($T_{out}$):

Suhu awal air $T_{in} = 10°C$, maka:

$T_{out} = T_{in} + \Delta T$ $T_{out} = 10°C + 0.96°C = 10.96°C$

Jadi, suhu air yang keluar dari heater adalah sekitar 10.96°C.

Ada pertanyaan atau ingin penjelasan lebih lanjut?

Berikut 5 pertanyaan terkait:

1. Bagaimana pengaruh daya heater jika debit air lebih besar?
2. Bagaimana menghitung suhu keluar jika heater tidak 100% efisien?
3. Bagaimana cara menurunkan debit air untuk mencapai suhu keluar yang lebih tinggi?
4. Apa peran kapasitas panas spesifik dalam pemanasan air?
5. Bagaimana cara menghitung waktu pemanasan air dalam tangki?

Tip: Debit aliran yang lebih lambat memungkinkan air memanas lebih banyak karena lebih banyak waktu untuk menyerap energi.