Materi Perpindahan Kalor (Konduksi, Konveksi, Radiasi)

Diposting pada

Materi Perpindahan Kalor (Konduksi, Konveksi, Radiasi) – Sebuah benda memiliki panas atau kalor yang berbeda beda. Maka dari itu jika kedua benda atau lebih melakukan kontak fisik akan terjadi perpindahan kalor atau aliran dari kalor tersebut. Macam macam perpindahan kalor secara umum dapat dibagi menjadi tiga jenis seperti konduksi, konveksi maupun radiasi.

Perpindahan kalor pada sebuah benda pada umumnya terjadi pada benda yang temperaturnya tinggi menuju benda yang temperaturnya rendah. Maka dari itu temperaturnya akan menjadi sama atau termalnya menjadi seimbang. Keadaan seperti ini secara sederhana merupakan peristiwa perpindahan kalor dengan perbedaan suhu antar benda sehingga suhunya sama.

Proses perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi
Proses perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi

Pada umumnya sebuah kalor dapat kita rasakan melalui kulit. Kalor tersebut dapat mengalami perpindahan melalui media tertentu. Perpindahan kalor ini dapat terjadi secara konveksi, konduksi dan radiasi. Cara perpindahan kalor ini memiliki penjelasannya masing masing.

Antara satu benda dengan benda lainnya terjadi proses perpindahan kalor yang tidak selalu sama. Hal ini dikarenakan jenis jenis perpindahan kalor atau mekanisme cara perpindahan panas dapat dibagi menjadi beberapa macam seperti konduksi, radiasi dan konveksi.

Materi Perpindahan Kalor (Konduksi, Konveksi, Radiasi)

Perpindahan sendiri dapat diartikan sebagai kedudukan sebuah benda yang berubah dalam waktu tertentu ketika melakukan gerakan. Perpindahan ini dapat dinyatakan sebagai besaran vektor karena mempunyai arah dan besar. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang macam macam cara perpindahan kalor, baik konduksi, radiasi maupun konveksi. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Kalor (panas) adalah sumber energi alami yang bisa kita dapatkan tanpa harus bersusah payah. Energi ini sangat bermanfaat untuk kelangsungan hidup makhluk hidup di bumi. Baik energi panas yang dibuat secara sengaja maupun energi alam memiliki fungsi dan peranannya sendiri sendiri. Tugas kita adalah belajar bagaimana cara perpindahan kalor tersebut.

Baca juga: Klasifikasi dan Ciri Ciri Kingdom Monera Beserta Contohnya

Sebelum menjelaskan tentang macam macam materi perpindahan kalor. Saya akan menjelaskan sedikit mengenai perpidahan kalor tersebut. Pengertian perpindahan kalor ialah sebuah ilmu yang disiplin dalam teknik termal berisi pembelajaran cara menggunakan panas, menukarkan panas, menghasilkan panas, dan mengubah panas dengan sistem secara fisik. Proses perpindahan kalor dapat terjadi secara konveksi, radiasi ataupun konduksi. Berikut penjelasan selengkapnya:

Konduksi

Cara perpindahan kalor yang pertama adalah secara konduksi. Konduksi ialah perpindahan kalor yang menggunakan zat padat tetapi perpindahan tersebut tidak ikut di alaminya. Dengan kata lain kalor atau panas berpindah dalam zat tersebut, namun partikel partikelnya tidak ikut berpindah juga.

Perpindahan kalor secara konduksi

Agar anda lebih paham mengenai macam perpindahan kalor secara konduksi tersebut. Maka saya akan membagikan beberapa contoh perpindahan kalor secara konduksi. Berikut contoh konduksi yaitu diantaranya:

  1. Apabila ujung benda logam dipanaskan maka lama kelamaan akan terasa panas atau hangat. Contohnya saja kembang api dibakar dan ujungnya kita pegang maka lama kelamaan akan terasa hangat.
  2. Ketika mesin dan knalpot motor dihidupkan maka lama kelamaan akan terasa panas.
  3. Tutup panci yang digunakan untuk menutup air rebusan maka lama kelamaan akan terasa panas.
  4. Melelehnya mentega di wajah karena dipanaskan.

Selain mempelajari contoh konduksi kalian juga harus mampu menghitung cepat lambat perpindahannya. Mengapa demikian? sebab soal konduksi kalor sudah pasti muncul pada saat tes berlangsung. Oleh karenanya, menghafal rumus konduksi kalor jadi poin penting yang tak boleh dilewatkan.

Banyak yang menganggap rumus konduksi kalor sebagai aspek yang sepele. Tapi fakta mengatakan sebaliknya, karena banyak contoh soal kalor yang mengharuskan siswa menggunakan rumus tersebut.

Konveksi

Jenis perpindahan kalor selanjutnya adalah konveksi. Konveksi mengacu pada perpindahan panas yang menggunakan aliran, namun juga terjadi perpindahan zat perantaranya. Dalam hal ini merambatnya kalor disebabkan oleh perpindahan partikelnya sehingga proses perpindahan panas secara konveksi ini dapat terjadi. Terjadinya konveksi dapat berlangsung pada zat gas (angin atau udara) maupun zat cair.

Perpindahan kalor secara konveksi

Perpindahan kalor konveksi sebenarnya sudah sering kita jumpai. Misalnya saat sedang menjemur pakaian di hari yang panas. Tanpa sadar angin yang terbawa dari laut memiliki suhu yang lebih tinggi sehingga dapat mengeringkan pakaian.

Agar anda lebih paham mengenai macam perpindahan kalor secara konveksi tersebut. Maka saya akan membagikan beberapa contoh perpindahan kalor secara konveksi. Berikut contoh konveksi yaitu diantaranya:

  1. Ketika proses pemanasan air akan terjadi gerakan turun maupun naik.
  2. Ketika proses pemanasan kedelai, kacang hijau dan sebagainya akan terjadi gerakan turun maupun naik.
  3. Terjadinya angin laut maupun angin darat.
  4. Gerakan pada balon udara.
  5. Tingginya asap yang melambung dari cerobong pabrik.

Tidak banyak siswa tau bagaimana cara menghitung konveksi kalor karena minimnya pengetahuan. Padahal rumus konveksi kalor sendiri telah tercantum di buku pedoman dan LKS. Apabila kalian mengalami kesulitan menghafal rumus konveksi simak terus artikel ini sampai selesai.

Radiasi

Radiasi ialah jenis perpidahan panas yang tidak membutuhkan zat perantara yang pada umumnya radiasi diikuti juga dengan adanya cahaya. Perpindahan kalor yang satu ini dapat dengan mudah kita jumpai setiap harinya. Contohnya saja panas matahari yang begitu jauh bisa kita rasakan ketika sinar matahari tersebut mengenai kulit kita.

Perpindahan kalor secara radiasi

Agar anda lebih paham mengenai macam perpindahan kalor secara radiasi tersebut. Maka saya akan membagikan beberapa contoh perpindahan kalor secara radiasi. Berikut contoh radiasi yaitu diantaranya:

  1. Panas matahari yang melalui ruang hampa untuk sampai ke bumi.
  2. Ketika tubuh berada dekat dengan sumber api maka akan merasakan hangat.
  3. Telur unggas yang menetas menggunakan media perantara lampu.
  4. Pakaian yang dijemur akan kering karena berada di bawah teriknya matahari.

Pada dasarnya, jenis perpindahan kalor yang paling mudah dijumpai adalah radiasi. Tanpa perlu repot mencari contoh radiasi kalor ada di setiap aktivitas manusia. Saat kalian keluar rumah dan terpapar sinar matahari secara langsung merupakan contoh radiasi yang paling sederhana.

Masalahnya, taukah kalian seperti apa rumus radiasi kalor? pertanyaan ini cukup krusial. Sebab banyak yang tak mampu mengerjakan soal kalor karena tak hafal rumus radiasi. Maka dari itu, dalam sesi terakhir nanti akan saya jabarkan berbagai rumus kalor secara lengkap.

Rumus Perpindahan Kalor (Panas)

Setelah membahas tentang materi perpindahan kalor di atas. Kemudian saya akan menjelaskan tentang rumus perpindahan kalor. Rumus kalor ini sangat beguna untuk menghitung perpindahan panas yang terjadi baik melalui konduksi, konveksi, maupun radiasi. Adapun rumus rumus perpindahan panas yaitu sebagai berikut:

Rumus Konduksi

Laju Kalor = Q/t = kA (T2 – T1)/l

Rumus Konveksi

Laju Kalor = Q/t = hA (T2 – T1)

Rumus Radiasi

P = Q/t = σeAT⁴

Keterangan:

  • Laju kalor, satuannya J/s atau Watt
  • P = Daya Radiasi (J/s atau Watt)
  • Q = Kalor (J atau Kal)
  • t = Waktu (sekon)
  • k = Konduktivitas termal (W/mK)
  • A = Luas penampang (m^2)
  • T1 = Suhu pertama (°C atau K)
  • T2 = Suhu kedua (°C atau K)
  • L = Panjang logam penghantar (m)
  • e = Emisivitas benda ( e = 1 untuk benda hitam)
  • σ = Konstanta Stefan-Boltzmann

Contoh Soal Kalor

Agar anda lebih memahami mengenai rumus perpindahan kalor di atas, baik konduksi, konveksi ataupun radiasi. Maka saya akan membagikan beberapa contoh soal terkait rumus tersebut. Berikut contoh soalnya yaitu diantaranya:

Radiasi suatu benda dipancarkan setiap menit dengan besar 720 Joule. Apabila benda tersebut memiliki luas permukaan 20 cm² dan besar suhunya 560°C. Berapakah emisivitas bendanya?

Pembahasan
Diketahui : P = 720 Joule/menit; A = 20 cm²; T = 560°C; σ = 5,67 . 10ˉ⁸ W mˉ² Kˉ⁴
Ditanyakan : e = ?

Jawab :
Langkah pertama mencari nilai suhu (T) dalam satuan kelvin. Maka hasilnya: T = (560 + 273) K = 833 K

Setelah itu mencari pancaran energi radiasi (P) pada setiap menitnya. Jika 1 menit = 60 detik, maka pancaran energi radiasinya yaitu:

Cara mencari nilai energi radiasi
Cara mencari nilai energi radiasi

Langkah selanjutnya adalah mencari emisivitas dengan rumus perpindahan kalor secara radiasi. Maka hasilnya yaitu:

Cara mencari emisivitas benda
Cara mencari emisivitas benda

Jadi emisivitas bendanya memiliki besar 2929,2.

Demikianlah penjelasan mengenai macam macam cara perpindahan kalor. Macam perpindahan kalor ini dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu konduksi, radiasi maupun konveksi. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.

Baca Juga  Skema dan Proses Pembentukan Urine Beserta Gambarnya

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.