Perpindahan Kalor secara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi + Contoh – Welcome back guys, sudah lama admin nggak update blog ini karena kesibukkan di dunia nyata, tapi kali ini admin akan membahas salah satu sub materi pada bab Suhu dan Kalor yaitu perpindahan kalor yang sebenarnya sudah kita pelajari sejak SD dan SMP namun pembahasan pada SD dan SMP masih sangat sederhana. Kalau kita perhatikan banyak sekali peristiwa kehidupan yang menunjukkan perpindahan kalor misalnya saat kita sedang mengikuti upacara saat matahari terik – teriknya, pernah terfikir kenapa kita ikut merasakan panas padahal yang panas adalah mataharinya yang letaknya sangat jauh dari kita, atau mungkin saat kita merebus air, mengapa saat kita menyentuh pegangan dari panci terasa panas padahal yang terkena api adalah bagian bawah panci, ini semua adalah contoh dari peristiwa perpindahan kalor. Kalor sendiri pun merupakan suatu bentuk energi yang dapat berpindah karena adanya perbedaan suhu, kalor dapat berpindah melalui tiga cara yaitu secara konduksi (hantaran), secara konveksi (aliran), dan secara radiasi (pancaran). Untuk lebih jelasnya kita akan membahas satu per satu di bawah.
Perpindahan Kalor secara Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa adanya perpindahan partikel – partikel zat perantara tersebut. Sebagai contoh apabila kita memanaskan ujung sebatang logam ke dalam api sedang ujung lainnya kita pegang, maka ujung logam yang kita pegang akan terasa panas juga, peristiwa ini disebut perpindahan kalor secara konduksi karena kalor dihantarkan dari ujung logam ke ujung lainnya tanpa ada perantara benda lain. Contoh lain dalam kehidupan sehari – hari dari perpindahan kalor secara konduksi adalah ketika kita memasak makanan, gagang penggorengan akan ikut terasa panas meskipun api mengenai bagian bawah penggorengan.
Konduksi sangat dipengaruhi oleh daya hantar panas dari sebuah zat, karena itu berdasarkan daya hantar panasnya benda dibedakan menjadi dua yaitu :
- Konduktor yaitu zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik, contoh : besi, aluminium, tembaga, dll.
- Isolator yaitu zat yang kurang baik dalam menghantarkan panas, contoh : plastic, kayu, kaca, dll.
Logam memiliki daya hantar panas yang baik karena logam memiliki elektron – elektron bebas yang bias berpindah dari satu atom ke atom yang lain, ketika ujung sebuah logam dipanaskan maka elektron – elektron bebas yang terletak pada bagian tersebut akan mendapat pertambahan energi yang pada akhirnya membuat atom – atom tersebut bergetar dan menumbuk atom disekitarnya, sehingga energi dari atom tersebut berpindah ke atom disekitanya sampai pada atom yang terletak pada ujung logam yang kita pegang.
Kalor yang mengalir pada batang per satuan waktu dapat dihitung dengan :
……(1)
……(2)
Keterangan :
H : Jumlah kalor yang merambat pada batang per satuan waktu
K : koefisien konduksi termal
A : Luas penmpang hantaran kalor dan batang logam
T1 : Suhu tinggi pada salah satu ujung batang
T2 : Suhu rendah pada salah satu ujung batang
Untuk nilai- nilai koefisien konduktivitas termal beberapa zat kalian bisa melihat table berikut
Perpindahan Kalor secara Konveksi
Perpindahan Kalor secara konveksi (aliran) hanya dapat terjadi pada zat – zat yang sifatnya dapat mengalir seperti air dan udara, banyak sekali pemanfaatan ataupun peristiwa perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari – hari seperti saat kita memanaskan air maka ketika air mendidih akan muncul gelembung – gelembung air naik ke atas yang mana itu menandakan adanya aliran dari air bersuhu tinggi pada bagian bawah naik ke atas dan air pada bersuhu rendah turun ke bawah, peristiwa angin laut dan angina darat juga merupakan peristiwa perpindahan kalor secara konveksi dimana angin laut yang terjadi pada siang hari disebabkan karena daratan pada siang hari lebih cepat panas disbanding lautan sehingga udara panas di atas daratan akan naik dan udara yang lebih dingin dari laut akan bergerak mengisi udara bagian daratan, begitu juga dengan peristiwa sebaliknya yaitu angin darat yang terjadi pada malam hari dikarenakan daratan lebih cepat dingin dibanding lautan sehingga udara pada lautan naik dan udara yang lebih dingin dari daratan bergerak menuju laut. Contoh lain dari perpindahan kalor adalah pada pemanfaatan pemanas air pada kamar mandi.
Apabila suatu fluida mengalir pada suatu silinder (seperti pipa) yang memiliki perbedaan suhu di salah satu bagian dindingnya maka kita dapat menghitung besarnya kalor yang merambat tiap satuan waktu dengan rumus :
Keterangan :
H : Jumlah kalor yang berpindah tiap satuan waktu
h : koefisien konveksi termal
A : Luas penampang aliran
AT : perbedaan suhu tempat fluida mengalir
Untuk koefisien konveksi termal sangat bergantung pada bentuk, sifat fluida yang mengalir serta kedudukan geometriknya.
Perpindahan Kalor secara Radiasi
Ketika pergi keluar rumah di tengah teriknya matahari kita akan merasakan panas padahal kita tidak sedang dibakar atau memegang sesuatu yang panas, hal yang demikian dapat terjadi karena panas dari matahari merambat ke bumi secara radiasi. Radiasi adalah perpindahan kalor yang tanpa perlu medium perantara, kalor dari matahari merambat berupa gelombang elektromagnetik.
Banyaknya kalor yang dipancaarkan tiap satuan luas dan tiap satuan waktu dapat dihitung dengan
Referensi
BSE Fisika untuk SMA/MA karangan Tri Widodo tahun 2006
BSE Praktis belajar Fisika karangan Aip Saripudin,dkk tahun 2007
