Pengertian dan Contoh Perpindahan
Panas secara Konduksi, Konveksi, dan
Radiasi
Ilmupengetahuanalam.com- Pengertian dan Contoh Perpindahan
Panas/Kalor secara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi- Panas/Kalor adalah
energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI untuk panas adalah joule.
Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda
memiliki energi dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau
molekul penyusunnya.(
Wikipedia
). Kalor dapat mengubah suhu suatu zat, misalnya
saat seorang Ibu membuat minuman susu untuk anaknya, beliau mencampur air panas
dengan air dingin agar susu yang dibuatnya hangat. Saat pencampuran air panas dan
air dingin, maka air panas melepaskan energi panas, sedangkan air dingin menerima
energi panas tersebut ( kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima ).
Dalam kehidupan sehari-hari kita sangat akrab dengan benda atau alat-alat baik yang
dapat menghantarkan panas ( konduktor ) maupun alat yang tidak dapat
menghantarkan panas/kalor ( isolator ). Misalnya saat kita membuat minuman teh atau
kopi. Setelah kita memasukkan gula dan kopi/teh ke dalam gelas, kemudian
menuangkan air panas ke dalam gelas tersebut, dan mengaduknya menggunakan
sendok logam, maka tangan kita terasa panas/hangat. Mengapa tangan kita terasa
panas ? Berikut penjelasannya :
1. Pengertian Perpindahan Kalor secara Konduksi beserta
Contohnya
Konduksi adalah perpindahan kalor/panas melalui perantara, di mana zat
perantaranya tidak ikut berpindah. Dalam arti lain, konduksi/hantaran yaitu perpindahan
kalor pada suatu zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikelnya.
o
Ujung logam akan terasa panas jika ujung yang lain dipanaskan,
misalnya saat kita mengaduk adonan gula, air panas, dan kopi dengan
menggunakan sendok logam; saat kita memegang kawat logam kembang
api yang sedang menyala
o
Knalpot akan panas ketika mesin motor dihidupkan
o
Mentega akan meleleh ketika diletakkan di wajan yang tengah
dipanaskan
o
Tutup panci terasa panas saat panci digunakan untuk memasak
o
Air akan mendidih ketika dipanaskan menggunakan panci logam dan
sejenisnya
2. Pengertian Perpindahan Kalor secara Konveksi beserta Contohnya
Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran, di mana zat perantaranya ikut
berpindah. Jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, maka terjadilah
konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas ( udara/angin ).
o
Gerakan naik turunnya air yang sedang mendidih saat direbus
o
Gerakan naik turunnya kacang hijau, beras, kedelai saat direbus
o
Terjadinya angin darat dan laut
o
Gerakan balon udara
o
Asap pada cerobong asap bergerak naik
3. Pengertian Perpindahan Kalor secara Radiasi beserta Contohnya
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Biasanya disertai cahaya
Contoh Perpindahan Kalor secara Radiasi :
o
Tubuh terasa hangat ketika dekat dengan api atau jenis panas lainnya.
Misalkan saat tangan kita didekatkan pada kompor gas yang sedang
menyala, hangatnya tubuh ketika dekat dengan api unggun
o
Panas matahari sampai ke bumi meski melewati ruang hampa
o
Menjemur pakaian memanfaatkan perpindahan panas secara radiasi
o
Menetaskan telur ayam/bebek dengan lampu
o
Menjemur pakaian saat siang hari
PENERAPAN KONDUKSI, KONVEKSI, DAN RADIASI PADA KEHIDUPAN SEHARI - HARI
Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. Contoh dalam kehidupan sehari – hari yakni :
a. Memasak air menggunakan panci logam
gambar 1.a : air mendidih dalam panci merupakan penerapan prinsip kalor secara konduksi
Dalam kehidupan sehari-hari, peristiwa konduksi dapat diamati misalnya pada saat mema sak air menggunakan panci logam di atas api kompor. Aliran panas dari api akan meramb at melalui atom-atom dalam logam. Logam kemudian meneruskan panas yang diterimany a dari api ke molekul-molekul air. Logam merupakan konduktor panas yang baik sehingga panas dari api akan cepat di hantarkan dan menyebabkan air segera mendidih.
b. Membuat kopi atau minuman panas
Ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok untuk meng aduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut akan ikut panas. Panas dar i air mengalir ke seluruh bagian sendok.
c. Membakar besi logam dan sejenisnya
gambar 1.c: besi panas juga merupakan aplikasi kunduksi
Saat kita membakar besi logam dan sejenisnya. Walau hanya salah satu ujung dari besi logam t ersebut yang dipanaskan, namun panasnya akan menyebar ke seluruh bagian logam sampai k e ujung logam yang tidak ikut dipanasi. Hal ini menunjukkan panas berpindah dengan perantara besi logam tersebut.
d. Solder
gambar 1.d : solder
Untuk melekatkan komponen elektronika ke papan rangkaian kita menggunakan cairan timah d engan menyoldernya. Solder listrik akan menerima panas dari konversi energy listrik. Panas dar i energy listrik ini akan diterukan ke ujung logam pada solder yang di sentuhkan ke timah yang d iposisikan di kaki-kaki komponen elektronika yang akan di lekatkan. Setelah beberapa saat, tim ah akan meleleh dan pada saat itu solder kita angkat. Timah akan segera mendingin dan memb eku, melekatkan kaki komponen elektronika tadi ke papan rangkaian dengan kuat.
gambar 1.e : setrika listrik
Untuk merapikan dan mensterilkan pakaian, kita memerlukan sesuatu yang panas namun tidak merusak. Karena itulah kita perlu konduktor untuk menstransfer panas dari sumber panas terten tu ke pakaian kita. Kita memerlukan sebuah setrika. Setrika akan menstransfer panas dari sumb er panas (mislya panas dari konversi energi istrik) ke pakaian. Panas di bagian logam pada setri ka bertahan cukup lama sehingga memungkinkan kita menggunakannya untuk merapikan pakai an kita.
2. Aplikasi konvensi
Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Ada d ua macam konvensi, yaitu konvensi alami dan konvensi paksa. Lonvensi alami terjadi misalnya pada proses terjadinya angin laut dan angin darat. Sedangkan konvensi paksa misalnya terjadi pada proses pendinginan mesin menggunakan air pada radiator mobil dan proses pengeringan menggunakan hair dryer.
a. Terjadinya angin laut dan angin darat
Air laut merupakan kalor jenis yang lebih tinggi daripada daratan, sehingga matahari hanya me mberikan efek yang sangat kecil pada suhu lautan. Sebaliknya, daratan menjadi panas sepanja
ng siang dan menjadi dingin sepanjang malam. Di dekat pesisir, perbedaan suhu antara daratan dan lautan ini menimbulkan angin laut pada siang hari dan angin darat pada malam hari.
b. Radiator mobil
gambar 2.b : radiator mobil
Pada system pendingin mesin (radiator) air dipaksa mengalir melalui pipa-pipa dengan bantuan pompa air (water pump).panas mesin yang tidak dikehendaki dibawa oleh sirkulasi air tersebut menuju radiator. Di dalam radiator, air didinginkan dengan bantuan udara. Air yang telah mendi ngin ini kemudian di pimpa untuk mengulang kembali proses transfer panas dari mesin mebil ke radiator. Ingat bahwa proses konveksi melibatkan fluida (dalam kasus ini di wakili oleh air) seba gai penghantar panas. Air yang digunakan dalam radiator lama-lama akan berkurang akibat pen guapan dan akhirnya akan habus. Oleh karena itu, radiator perlu diisi air kembali untuk memasti kan lancarnya proses pendinginan mesin selama mobil berjalan.
c. Pengering rambut (hairdryer)
Pada alat pengering rambut (hair dryer), kipas angin menarik udara disekitarnya dan meniupkan kembali setelah di lewatkan pada elemen pemanas di dalamnya. Dengan proses ini di peroleh a rus konveksi paksa udara panas.
3. Aplikasi radiasi
Peristiwa radiasi kalor merupakan proses perpindahan panas melalui radiasi gelombang elektro magnetik, tanpa perlu medium. Peristiwa radiasi ini dapat anda simpulkan dari adanya peramba tan panas tanpa ada medium berupa fluida (misalnya angin, air atau asap) maupun zat padat ( misalnya logam) yang menjadi perantaranya.
a. Oven microwave
gambar 3.a : over microwave
Gelombang mikro (microwave) merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik yang mud ah diserap oleh molekul-molekul air. Pada oven microwave, gelombang mikro didistribusiakan d ari logam yang berputar serta logan pada dinding-dindingnya. Gelombang mikro mampu mene mbus plastic pembungkus makanan atau pirirng keramik dan akhirnya di serap oleh molekul – molekul air di dalam makanana yang sedang diamasak. Penyerapan energy gelombang mikro i ni akan memanaskan makanan dan menjadikannya matang, siap dihidangkan.
gambar 3.b : tungku api
Di daerah berhawa dingin,biasanya di negara yang mengenal musim dingain (salju), penduduk memiliki tungku perapian untuk menghangatkan diri di saat dingin. Orang-orang hanya perlu ber ada di dekat tungku perapian yang menyala untuk bias merasakan udara hangat. Jadi, mereka t ak perlu menempatkan diri di dalam asap perapian atau menggunkan logam yang di bakar untu k meraskan hangatnya perapian. Mereka hanya cukup mendekat saja dan radiasi elektromagne ti dari api (akan menghantarkan hangatnya api ke tubuh merkan)
c. Radiasi panas dari bola lampu
gambar 3.c : lampu bohlam
Ketika kita mendekatkan tangan kita pada bola lampu yang sedang menyala. Rasa panas lamp u akan memengaruhi tangan kita sehingga tangan kita terasa panas. Hal ini menunjukkan bahw a rasa panas dari lampu dipindahkan secara radiasi atau pancaran.
