Apa yang terjadi pada zat perantara pada peristiwa konduksi kalor?

FacebookTwitterTelegramWhatsApp

Mari kita menjawab soal dan pertanyaan yang berangkat dari masalah perpindahan panas. Contohnya:

• Sebutkan dan jelaskan tiga cara perpindahan kalor!
• Jelaskan ciri perpindahan panas secara konveksi!
• Apa saja contoh perpindahan panas secara radiasi?
• Jelaskan 3 cara perpindahan kalor!

Di Kamus Besar Bahasa Indonesia tertulis bahwa pengertian kalor adalah tenaga panas yang dapat diterima dan diteruskan oleh satu benda ke benda lain secara hantaran (konduksi), aliran (konveksi), atau penyinaran (radiasi).

1. Konduksi

Perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel zat yang dilaluinya pada benda padat disebut konduksi atau hantaran. Misalnya, salah satu ujung batang besi kita panaskan. Akibatnya, ujung besi yang lain akan terasa panas.

Ciri-ciri perpindahan kalor secara konduksi:

1. Hanya terjadi pada benda padat,
2. Harus bersentuhan/kontak langsung,
3. Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara.

Coba perhatikan gambar berikut:

Pada batangan besi yang dipanaskan, kalor bergerak dari bagian dipanaskan ke bagian lain yang tidak dipanaskan. Syarat terjadinya konduksi kalor melalui suatu zat adalah adanya perbedaan suhu.

Berdasarkan kemampuan menghantarkan kalor, zat dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu isolator dan konduktor.

Isolator adalah zat yang sulit menghantarkan panas. Kata sulit di sini bukan berarti tidak bisa menghantarkan panas akan tetapi panas akan merambat secara lambat bila melalui zat tersebut. Istilah mudahnya, isolator adalah penghantar yang buruk.

Kebalikan dengan isolator, konduktor adalah penghantar kalor yang baik. Kalor relatif lebih cepat merambat apabila melalui zat-zat yang bersifat konduktor. Besarnya energi konduksi disebut juga laju konduksi ditentukan oleh rumuk konduksi pada persamaan berikut:

Keterangan:Q = Kalor (joule)k = Koefisien konduski (konduktivitas termal)t = Waktu (s)A = Luas penampang (m persegi)L = Panjang logam (m)

T = Suhu (kelvin)

Contoh konduksi:

• Membakar besi, logam, atau alumunium.
• Saat menyetrika baju, kalor yang berasal dari setrika berpindah ke baju.
• Pada saat memegang gelas yang panas, maka telapak tangan akan merasakan panas karena kalornya mengalir ke diri kita.
• Knalpot dan mesin terasa panas setelah mesin dihidupkan.
• Tutup pada panci yang digunakan untuk memasak.
• Mentega yang dipanaskan akan meleleh karena munculnya kalor.

2. Konveksi

Proses perpindahan kalor melalui zat perantara dan zat perantaranya juga ikut berpindah dinamakan konveksi atau aliran. Konveksi sejauh ini dapat terjadi pada zat cair dan gas.

Ciri-ciri perpindahan kalor secara konveksi:

1. Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai perpindahan partikel zat,
2. Harus ada perbedaan massa jenis,
3. Biasa terjadi pada zat cair dan gas.

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas.

Konveksi pada Zat Cair

Proses perpindahan kalor secara konveksi disebabkan oleh perpindahan partikel perantaranya. Jadi, syarat terjadinya konveksi pada zat cair adalah adanya pemanasan agar partikel-partikel zat cair ikut berpindah tempat.

Untuk mengetahui besarnya kalor yang merambat secara konveksi pada zat cair adalah menggunakan persamaan berikut ini.

P = H x A x ΔT

P = Laju perpindahan panas pada zat cairH = Konveksivitas zat cairA = Luas penampang zat cair

ΔT = perbedaan suhu antara zat cair dengan lingkungan

Konveksi pada Gas

Konveksi terjadi pula pada gas, misalnya udara. Seperti yang terjadi pada air, rambatan (aliran) kalor pada gas (udara) terjadi dengan cara konveksi.

Contoh perpindahan kalor secara konveksi adalah sebagai berikut:

• Adanya angin laut. Angin laut terjadi pada siang hari. Pada siang hari, daratan lebih cepat menjadi panas daripada lautan sehingga udara di daratan naik dan digantikan oleh udara dari lautan.
• Adanya angin darat, Angin darat terjadi pada malam hari. Pada malam hari, daratan lebih cepat menjadi dingin daripada lautan. Dengan demikian, udara di atas lautan naik dan digantikan oleh udara dari daratan.
• Adanya sirkulasi udara pada ruang kamar di rumah
• Adanya cerobong asap pabrik.
• Gerakan balon udara.

Besarnya energi konveksi atau bisa disebut laju konveksi ditentukan oleh rumus konveksi pada persamaan berikut:

Keterangan:Q = Kalor (joule)h = Koefisien konveksit = Waktu (s)A = Luas penampang (m persegi)

T = Suhu (kelvin)

3. Radiasi

Perpindahan panas tanpa melalui zat perantara disebut sebagai radiasi atau pancaran. Kalor dihantarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik, gelombang radio, atau gelombang cahaya.

Ciri-ciri perpindahan kalor secara radiasi:

1. Radiasi adalah panas tanpa melalui zat perantara,
2. Hanya membutuhkan medium berupa gas.

Kita bisa melihat contoh kasus radiasi panas dari api. Apabila kita berdiam di dekat api unggun, kita merasa hangat.

Contoh lain radiasi:

1. Panas matahari yang bisa kita rasakan walau melalui ruang hampa.
2. Teknologi penetasan telur unggas menggunakan lampu.
3. Pakaian mengering saat dijemur pada siang hari yang cerah.
4. Dinding termos dilapisi dengan perak yang bertujuan untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi.

Besarnya energi radiasi seperti yang terlihat dari rumus radiasi berikut:

Keterangan:P = Daya Radiasi/Energi Radiasi setiap Waktu (watt)Q = Kalor (joule)t = Waktu (s)e = Emisivitas bahanA = Luas penampang (m persegi)T = Suhu (kelvin)

o = Konstanta stefan boltzmann (5,67 x 10 pangkat minus 8)

Seperti dijelaskan di atas, terdapat 3 cara perpindahan kalor yakni konduksi, konveksi, dan radiasi. Persamaan konduksi, konveksi, dan radiasi yaitu sama-sama merupakan cara perpindahan panas dari satu titik ke titik yang lain. Dan perbedaannya yakni:

1. Konduksi: kebanyakan media perpindahan panasnya benda padat, contoh yang bisa dilihat adalah saat kita memanaskan besi.
2. Konveksi: kebanyakan media perpindahan panasnya fluida, contoh yang bisa dilihat adalah saat kita memanaskan air.
3. Radiasi: hanya perlu media perpindahan panas berupa gas atau udara, misalnya panas matahari.

FacebookTwitterTelegramWhatsApp