Daftar isi
Banyak sekali fenomena yang sering ditemui manusia sehari-hari ternyata adalah sebuah proses gejala alam yang mempunyai kaitan dengan ilmu fisika.
Salah satunya adalah ketika melihat sebuah asap dari cerobong asap pabrik yang membumbung tinggi ke langit, atau pakaian yang akhirnya bisa kering setelah dijemur di bawah terik matahari.
Contoh-contoh tersebut ternyata adalah proses perpindahan kalor atau kerap kali disebut sebagai proses perpindahan panas.
Apa sajakah yang termasuk perpindahan kalor selain contoh tersebut? simak penjelasannya lengkap mulai dari pengertian, jenis-jenis perpindahan kalor, rumus perpindahan kalor, sampai contoh-contohnya.
Perpindahan kalor kerap kali dikenal dengan istilah perpindahan panas merupakan sebuah proses berpindahnya kalor dari benda dengan suhu tinggi ke benda dengan suhu yang lebih rendah.
Perpindahan kalor terjadi secara alamiah dan akan menghasilkan adanya percampuran suhu dari dua benda yang terlibat.
Yang dimaksud sebagai kalor adalah tenaga panas yang bisa diterima dan diteruskan oleh sebuah benda ke benda lainnya secara konduksi, radiasi, dan konveksi.
Perpindahan kalor juga sering disebut sebagai proses berpindahnya panas dari resevoir dengan suhu tinggi ke resevoir yang bersuhu rendah.
Perpindahan panas tersebut akan melintasi batas sistem karena perbedaan suhu antara sistem dan lingkungannya.
Perpindahan kalor juga bisa terjadi dalam sebuah sistem karena adanya perbedaan suhu di berbagai titik yang ada di sebuah sistem.
Proses perpindahan kalor dibagi ke dalam tiga jenis yaitu konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (penyinaran).
Berikut adalah penjelasan dari beberapa jenis perpindahan kalor tersebut.
Perpindahan konduksi adalah perpindahan kalor yang proses terjadinya karena adanya hantaran kontak fisik.
Perpindahan panas secara konduksi biasanya terjadi pada benda-benda berbentuk padat, panas yang berada di sebuah sisi benda padat akan menghantar ke sisi yang suhunya lebih dingin.
Perpindahan yang terjadi dalam proses konduksi tidak diikuti dengan bertukarnya partikel-partikel dalam suatu benda.
Hal tersebut yang menyebabkan perpindahan kalor konduksi berlangsung dalam waktu yang cukup lambat jika dibandingkan perpindahan kalor jenis lainnya.
Jenis perpindahan kalor yang kedua adalah secara konveksi atau aliran, perpindahan panas dengan cara konveksi biasanya terjadi pada benda yang berbentuk cair dan gas.
Proses perpindahan kalor secara konveksi akan menunjukkan perpindahan molekul yang terdapat pada benda cair atau udara.
Suhu yang berada pada area cairan atau udara yang lebih panas akan mengalir atau berpindah ke area yang lebih rendah.
Perpindahan secara konveksi juga terjadi dengan begitu cepat karena terdapat perpindahan molekul benda cair atau udara.
Jenis perpindahan kalor yang ketiga adalah perpindahan kalor secara radiasi, yaitu proses perpindahan panas yang terjadi karena pengaruh adanya gelombang elektromagnetik.
Perpindahan kalor jenis ini tidak melibatkan partikel-partikel karena hanya melibatkan gelombang elektromagnetik.
Perpindahan kalor secara radiasi tidak memerlukan perantara seperti jenis perpindahan kalor lainnya.
Perpindahan panas secara radiasi juga bisa terjadi pada benda berbentuk apa saja, baik benda padat maupun benda cair.
Karena menggunakan gelombang elektromagnetik, jenis perpindahan panas ini hanya membutuhkan waktu yang cukup singkat.
Berikut adalah rumus perpindahan kalor yang dibagi ke dalam tiga bagian, konduksi, konveksi, dan radiasi.
Laju Kalor = Q/t = Q/t = kA ΔT/x
Dengan keterangan:
Q : kalor (J) atau (kal)
t : waktu (sekon)
A : luas penampang (m2)
k : konduktivitas termal (W/mK)
ΔT : perubahan suhu (K)
x : panjang (m)
Laju Kalor = Q/t = hA ΔT
Dengan keterangan:
h = koefisien konveksi termal (j/sm2K)
A = Luas permukaan (m2)
∆ T = Perbedaan suhu (K)
Laju Kalor = Q/t = σeAT4
Dengan keterangan:
Q : kalor (J) atau (kal)
t : waktu (sekon)
Berikut adalah beberap contoh perpindahan kalor baik secara konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (penyinaran).
Contoh dari perpindahan kalor secara konduksi adalah es batu akan secara alamiah meleleh saat dipegang di tangan yang notabene memiliki suhu yang lebih panas, sebuah mangkuk yang ikut terasa panas saat diisi dengan sayur yang baru matang, ketika ujung besi dipanaskan maka ujung lainnya juga akan kena hantaran panas, knalpot motor yang suhunya ikut panas saat motor dipanaskan, dan tutup panci yang panas ketika memasak rebusan air.
Contoh dari perpindahan kalor secara konveksi misalnya gerakan naik dan turunnya air ketika sedang dipanaskan, udara di balon udara yang sedang dipanaskan, gerakan naik turunnya kedelai, kacang, biji-bijian lain ketika sedang dimasak, terjadinya angin darat dan angin laut, asap dari cerobong pabrik yang membumbung tinggi.
Beberapa contoh perpindahan kalor secara radiasi diantaranya adalah panas matahari yang bisa sampai ke bumi walaupun jaraknya sangat jauh di ruang hampa di luar angkasa, api unggun yang membuat tubuh menjadi hangat jika duduk did ekatnya, Pakaian yang akan cepat kering saat dijemur di bawah terik matahari.
Selesai sudah pembahasan mengenai perpindahan kalor mulai dari pengertian, jenis-jenis perpindahan kalor, rumus perpindahan kalor, sampai contoh-contonya. Semoga bisa bermanfaat bagi pembaca.