1. suatu pemanas air volume 150 liter (dengan listrik) digunakan untuk memanaskan air dengan suhu 10 derajat celcius . level pemanasan diset maksimum pada daya 5 kW, dan laju alir air 75 liter/menitater dan anggap sistem steady state dan heater 100%.tentukan suhu keluar heater!

Untuk menghitung suhu keluar dari heater, kita akan menggunakan persamaan keseimbangan energi pada sistem pemanas air. Daya pemanas listrik akan digunakan untuk meningkatkan suhu air. 

Langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah ini adalah sebagai berikut:

1. **Diketahui:**
   - Volume air: 150 liter
   - Laju alir air: 75 liter/menit
   - Daya pemanas: 5 kW (5000 W)
   - Suhu awal air: 10°C
   - Sistem dalam kondisi steady-state (keseimbangan)
   - Efisiensi pemanas dianggap 100%

2. **Mencari suhu air keluar (T_out):**

   Dalam kondisi steady state, laju energi yang diberikan oleh pemanas digunakan untuk menaikkan suhu air. Energi yang diberikan oleh pemanas adalah:

   \[
   Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot (T_{\text{out}} - T_{\text{in}})
   \]

   Di mana:
   - \( Q \) adalah daya pemanas (5000 W atau J/s),
   - \( \dot{m} \) adalah laju massa alir air (kg/s),
   - \( c_p \) adalah kapasitas panas spesifik air (sekitar 4186 J/kg°C),
   - \( T_{\text{out}} \) adalah suhu air keluar yang ingin dicari,
   - \( T_{\text{in}} \) adalah suhu awal air (10°C).

3. **Menghitung laju massa alir air (\(\dot{m}\)):**

   - Laju volumetrik air \( \dot{V} = 75 \, \text{liter/menit} = 75 \, \frac{liter}{menit} \times \frac{1}{60} \, \frac{menit}{detik} = 1.25 \, \text{liter/detik} \).
   - Karena densitas air kira-kira 1 kg/liter, maka laju massa \( \dot{m} = 1.25 \, \text{kg/detik} \).

4. **Memasukkan nilai ke dalam persamaan energi:**

   \[
   5000 \, \text{W} = 1.25 \, \text{kg/s} \cdot 4186 \, \text{J/kg°C} \cdot (T_{\text{out}} - 10^\circ \text{C})
   \]

   Selesaikan untuk \( T_{\text{out}} \):

   \[
   T_{\text{out}} - 10^\circ \text{C} = \frac{5000}{1.25 \cdot 4186}
   \]

   \[
   T_{\text{out}} - 10^\circ \text{C} = \frac{5000}{5232.5} \approx 0.956
   \]

   \[
   T_{\text{out}} = 10^\circ \text{C} + 0.956 \approx 10.96^\circ \text{C}
   \]

5. **Hasil akhir:**
   Suhu air keluar dari heater adalah sekitar **10.96°C**.

### Apakah Anda ingin penjelasan lebih lanjut tentang langkah-langkah ini?

Berikut adalah beberapa pertanyaan terkait:
1. Bagaimana cara meningkatkan suhu air lebih tinggi dengan daya yang sama?
2. Bagaimana pengaruh efisiensi pemanas terhadap suhu keluaran?
3. Apa peran kapasitas panas spesifik air dalam menghitung suhu?
4. Bagaimana perubahan laju alir air mempengaruhi suhu keluar heater?
5. Apakah densitas air berubah seiring suhu, dan bagaimana itu memengaruhi hasil perhitungan?

**Tip:** Kapasitas panas spesifik air bervariasi sedikit dengan suhu, tapi nilai 4186 J/kg°C adalah perkiraan umum yang baik untuk kebanyakan perhitungan.

suatu pemanas air volume 150 liter (dengan listrik) digunakan untuk memanaskan air dengan suhu 10 derajat celcius. level pemanasan diset maksimum pada daya 5 kW, dan laju alir air 75 liter/menit. Tentukan suhu keluar heater!

Solve a thermodynamics problem involving a 150-liter electric water heater set at 5 kW power and an inlet water temperature of 10°C. Learn to calculate the outlet temperature using heat transfer equations and energy balance principles. Suitable for engineering students.

Math Problem Statement

Solution

Ask a new question for Free

By Image

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Formulas

Theorems

Suitable Grade Level

Related Recommendation