Mari kita menjawab soal dan pertanyaan fisika yang berangkat dari masalah perpindahan panas. Contohnya:
- Sebutkan tiga cara perpindahan kalor!
- Jelaskan ciri perpindahan panas secara konveksi!
- Apa saja contoh perpindahan panas secara radiasi?
- Jelaskan 3 cara perpindahan kalor!
Macam Macam 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 panas yang terjadi melalui zat perantara tanpa adanya pergerakan partikel zat dalam benda padat disebut konduksi.
Sebagai contoh, ketika suatu ujung besi dipanaskan, panas akan merambat melalui batang besi tersebut sehingga ujung lainnya juga akan menjadi panas. Ciri-ciri perpindahan kalor secara konduksi:
- Hanya terjadi pada benda padat
- Harus bersentuhan/kontak langsung
- Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara
Pada besi yang dihangatkan, panas berpindah dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Perbedaan suhu adalah syarat penting untuk terjadinya konduksi panas dalam suatu bahan.
Bahan dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok berdasarkan kemampuannya untuk menghantarkan panas, yaitu sebagai isolator (pemutus panas) dan konduktor (penghantar panas).
Isolator adalah bahan yang memiliki kemampuan rendah dalam menghantarkan panas. Kata sulit di sini bukan berarti tidak bisa menghantarkan panas akan tetapi panas akan merambat secara lambat bila melalui zat tersebut.
Secara sederhana, isolator dapat dijelaskan sebagai bahan yang memiliki konduktivitas yang rendah. Kebalikan dengan isolator, konduktor merupakan penghantar kalor yang baik.
Kalor relatif lebih cepat merambat apabila melalui zat-zat yang bersifat konduktor.
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
Apa itu konveksi dalam perpindahan kalor? Proses perpindahan panas yang melibatkan pergerakan zatnya secara bersamaan disebut konveksi.
Konveksi dalam perpindahan panas dapat terjadi baik dalam zat cair maupun gas. Ciri-ciri perpindahan kalor secara konveksi:
- Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai perpindahan partikel zat
- Harus ada perbedaan massa jenis
- Kejadian ini umumnya terjadi dalam substansi yang berwujud cairan dan gas.
Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada gas dan zat cair.
Konveksi pada Zat Cair
Proses perpindahan kalor secara konveksi disebabkan oleh perpindahan partikel perantaranya. Jadi, syarat melakukan konveksi pada zat cair adalah terjadinya pemanasan agar partikel pada zat cair bergerak dan 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 cair
H = Konveksivitas zat cair
A = Luas penampang zat cair
ΔT = perbedaan suhu antara zat cair dengan lingkungan
Konveksi pada Gas
Proses konveksi dapat terjadi pada gas, seperti contohnya udara. Mirip dengan air, rambatan atau aliran kalor pada udara terjadi melalui konveksi.
Berikut ini adalah beberapa contoh perpindahan kalor melalui konveksi:
- Terbentuknya angin laut selama periode siang hari.
- Munculnya angin darat selama malam hari.
- Peredaran udara dalam sebuah kamar.
- Cerobong asap di pabrik.
- Gerakan balon udara
3. Radiasi
Perpindahan panas tanpa melalui zat perantara disebut sebagai pancaran atau radiasi. Perpindahan kalor secara radiasi adalah proses perpindahan panas dengan bentuk gelombang radio, elektromagnetik, atau cahaya.
Ciri-ciri perpindahan kalor secara radiasi:
- Radiasi adalah panas tanpa melalui zat perantara,
- Hanya membutuhkan medium berupa gas.
Kita dapat mengamati kasus radiasi panas ketika berada dekat dengan api. Saat kita berada di sekitar api unggun, kita akan merasakan sensasi kehangatan pada tubuh kita.
Contoh perpindahan kalor secara radiasi lainnya:
- Panas matahari yang bisa kita rasakan walau melalui ruang hampa.
- Teknologi penetasan telur unggas menggunakan lampu.
- Pakaian mengering saat dijemur pada siang hari yang cerah.
- Dinding termos dilapisi dengan perak yang bertujuan untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi.
Seperti dijelaskan di atas, terdapat 3 cara perpindahan kalor yakni konduksi, konveksi, dan radiasi. Masing-masing jenis perpindahan kalor memiliki setidaknya satu persamaan.
Persamaan konduksi, konveksi, dan radiasi yaitu sama-sama merupakan cara perpindahan panas dari satu titik ke titik yang lain. Dan perbedaannya yakni:
- Konduksi: kebanyakan media perpindahan panasnya benda padat, contoh yang bisa dilihat adalah saat kita memanaskan besi.
- Konveksi: kebanyakan media perpindahan panasnya fluida, contoh yang bisa dilihat adalah saat kita memanaskan air.
- Radiasi: hanya perlu media perpindahan panas berupa gas atau udara, misalnya panas matahari.
Dapatkan berita terbaru! Ikuti kami di Google News dan dapatkan kabar terupdate langsung di genggaman.