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.

Pengertian Perpindahan Kalor

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.

Jenis Perpindahan Kalor

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 Kalor Secara Konduksi

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.

• Perpindahan Kalor Secara Konveksi

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.

• Perpindahan Kalor Secara Radiasi

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.

Rumus Perpindahan Kalor

Berikut adalah rumus perpindahan kalor yang dibagi ke dalam tiga bagian, konduksi, konveksi, dan radiasi.

• Rumus Perpindahan kalor Secara Konduksi

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)

• Rumus Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Laju Kalor = Q/t = hA ΔT 

Dengan keterangan:

h = koefisien konveksi termal (j/sm²K)

A = Luas permukaan (m²)

∆ T = Perbedaan suhu (K)

• Rumus Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Laju Kalor = Q/t = σeAT⁴

Dengan keterangan:

Q : kalor (J) atau (kal)

t : waktu (sekon)

Contoh Perpindahan Kalor

Berikut adalah beberap contoh perpindahan kalor baik secara konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (penyinaran).

• Contoh Perpindahan Kalor secara Konduksi

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 Perpindahan Kalor secara Konveksi

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.

• Contoh Perpindahan Kalor secara Radiasi

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.

The post Perpindahan Kalor: Pengertian, Jenis dan Contohnya appeared first on HaloEdukasi.com.

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.