Pengertian Perpindahan Panas

Perpindahan panas atau yang biasa disebut dengan perpindahan kalor merupakan suatu energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu.

Perbedaan suhu yang dimaksud yaitu panas yang bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah sehingga bisa mengubah suhu suatu zat. Panas memiliki satuan internasional (SI) yaitu, joule.

Contoh perpindahan panas adalah ketika membuat air hangat, air yang dicampur adalah air panas dengan air dingin, maka saat pencampuran air panas akan melepaskan energi panas sedangkan air dingin akan menerima energi panas tersebut.

Macam-macam Perpindahan Panas

Perpindahan panas memiliki tiga macam jenis, yaitu:

1. Konduksi

Konduksi merupakan perpindahan panas yang dalam proses perpindahannya melibatkan benda padat.

Benda padat tersebut ada yang bisa menghantarkan panas dan ada yang tidak dapat menghantar panas dengan baik.

Benda padat yang dapat menghantarkan panas disebut dengan konduktor, contohnya aluminium, tembaga dan besin.

Sedangkan benda padat yang tidak dapat menghantarkan panas dengan baik disebut dengan isolator, contohnya seperti kayu, kertas dan plastik.

Contoh dari perpindahan secara konduksi yaitu:

• Knalpot motor yang menjadi panas saat motor dihidupkan
• Tutup panci terasa panas saat digunakan untuk memasak
• Saat menyetrika baju, panas dari setrikaan berpindah ke baju.

2. Konveksi

Konveksi merupakan perpindahan panas dimana zat perantara nya ikut berpindah karena ada perbedaan massa jenis pada suatu zat.

Konveksi bisa terjadi pada zat cair dan gas yang termasuk udara dengan angin.

Contohnya, yaitu:

• Gerakan balon udara
• Proses mencair nya es batu yang dimasukkan kedalam air panas
• Asap cerobong pabrik yang menjulang tinggi.

Hal tersebut terjadi karena zat gas memiliki perpindahan yang berbeda sebab menpunyai tingkat tekanan udara yang berbeda.

Sedangkan zat cair dapat berpindah akibat adanya perbedaan massa jenis, biasanya terjadi saat pemanasan.

3. Radiasi

Radiasi merupakan perpindahan panas tanpa zat perantara. Biasanya radiasi terjadi karena cahaya.

Contohnya, yaitu:

• Pakaian basah bila dijemur di matahari akan menjadi kering
• Bila memakai baju hitam di bawah matahari, tubuh akan berkeringat.

Hal tersebut terjadi karena perpindahan panas terjadi secara langsung tanpa zat perantara.

Rumus Perpindahan Panas

Perpindahan panas memiliki rumus yang dibedakan berdasarkan macamnya, yaitu:

1. Rumus Konduksi

Laju perpidahan panas (Q) secara koduksi sebagai perkalian antara konduktivitas panas (k) dengan luas penampang (A) dan selisih suhu kedua titik ( T2-T1) lalu dibagi dengan jarak kedua titik (x).

Maka rumus laju perpindahan panasnya, yaitu:

Q/t = kA (T2 – T1)/x

2. Rumus Konveksi

Laju perpindahan panas (Q) secara konveksi dengan tetapan konveksi (h) yang berbeda.

Semakin mudah benda menyerap atau melepas panas dan memindahkannya maka semakin besar nilai tetapannya dengan luas penampang (A) dan selisih suhu kedua titik ( T2-T1).

Maka rumus laju perpindahaan panasnya, yaitu:

Q/t = hA (T2 – T1)

3. Rumus Radiasi

Radiasi (W)  tidak memiliki zat perantara dan mengandalkan cahaya, maka dari itu semakin hitam sebuah benda akan cenderung semakin menyerap panas.

Kehitaman disebut sebagai emisivitas bahan yang disimbolkan dengan e. Jika benda hitam mempunyai nilai e = 1 dan e bernilai 0 (nol) jika benda berwarna putih.

σ adalah konstanta Setfan-Boltzman σ = 5,67 x10⁸C. A adalah luas permukaan benda dan T adalah suhu dalam kelvin.

Maka rumus laju perpindahan panasnya, yaitu:

Q/t = σeAT4

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Jika benda hitam sempurna dengan luas permukaannya 0,5 m² dan suhunya adalah 27^oC sedangkan suhu disekelilingnya 127^oC. Maka berapa energi yang dipancarkan benda tersebut?

Diketahui:
e = 1
σ = 5,67 x10⁸C
A = 0,5 m²
T1 = 300 K
T2 = 400 K

Ditanya : W?

Dijawab :

W = σeA(T2-T1)4
W = 5,67 x108 . 1 . 0,5 . (400-300) 4
W = 490 

2. Suatu besi memiliki luas penampang 17 cm², konduksivitas termal 4 x 10⁵ J/s.m.^oC, panjang batang 1 m dan perbedaan suhu kedua ujungnya 30^oC. Berapa kalor yang merambat dalam batang besi selama 2 sekon?

Diketahui:
A = 17 cm² = 17 x 10^-4 m²
k = 4 x 10⁵ J/s.m.^oC
x = 1 m
T= 30^oC
t = 2s

Ditanya : Q?

Dijawab :

Q/t = kA (T2 – T1)/x
Q = k . A . T . t/x
Q = 4 x 105 . 17 x 10-4 . 30 . 2 /1
Q = 4,08 x 104 J.

The post Perpindahan Panas: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.