Bernas.id – Setiap materi yang terdiri dari atom dan molekul memiliki kemampuan untuk mentransfer panas. Atom-atom berada dalam berbagai jenis gerakan setiap saat. Gerakan molekul dan atom bertanggung jawab atas panas atau energi panas. Stiap materi memiliki energi panas ini sehingga memicu perpindahan panas.
Semakin banyak gerakan molekul akan semakin banyak energi panas. Namun, berbicara tentang perpindahan panas, tidak lain adalah proses perpindahan panas dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.
Pernahkah merasa kepanasan saat sendok digunakan untuk mengaduk kopi panas? Lantas, seperti apa sebenarnya perpindahan panas? Ada berapa jenisnya? Nah, sekarang informasi tersebut akan kamu peroleh dari artikel berikut ini.
Baca juga: Belajar Kehidupan dari Fisika Kuantum
Daftar Isi :
Apa Itu Perpindahan Panas?
Menurut sistem termodinamika, perpindahan panas atau kalor didefinisikan sebagai pergerakan panas melintasi batas sistem karena perbedaan suhu antara sistem dan lingkungannya. Panas dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain dalam beberapa cara. Satuan Internasional (SI) kalor adalah joule.
Sementara itu, jika ada perbedaan suhu antara kedua sistem, panas akan menemukan cara untuk berpindah dari sistem yang lebih tinggi ke sistem yang lebih rendah.
Macam-macam Perpindahan Panas
Perpindahan panas terjadi dari benda panas ke benda dingin dengan salah satu dari tiga mode berikut:
1. Konduksi
Konduksi adalah proses perpindahan kalor dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Area energi kinetik yang lebih tinggi mentransfer energi panas ke area energi kinetik yang lebih rendah.
Partikel berkecepatan tinggi berbenturan dengan partikel yang bergerak dengan kecepatan lambat, akibatnya, partikel berkecepatan rendah meningkatkan energi kinetiknya. Ini adalah bentuk khas perpindahan panas dan terjadi melalui kontak fisik. Konduksi juga dikenal sebagai konduksi termal atau konduksi panas.
Persamaan Konduksi
Koefisien konduktivitas termal menunjukkan bahwa benda logam menghantarkan panas lebih baik dalam hal konduksi. Laju konduksi dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Di mana:
Q = perpindahan kalor per satuan waktu
K = konduktivitas termal tubuh
A = luas perpindahan panas
Thot = suhu daerah panas
Tcold = suhu daerah dingin
d = ketebalan tubuh
Contoh Konduksi
Menyetrika pakaian adalah contoh konduksi dimana panas dilakukan dari setrika ke pakaian.
Panas dipindahkan dari tangan ke es batu yang mengakibatkan melelehnya es batu ketika dipegang di tangan.
Konduksi panas melalui pasir di pantai. Ini bisa dialami selama musim panas. Pasir merupakan konduktor panas yang baik.
Baca juga: Manfaat Di Balik Rumitnya Ilmu Fisika Dalam Kehidupan Sehari-hari
2. Konveksi
Konveksi adalah pergerakan molekul fluida dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu lebih rendah.
Persamaan Konveksi
Ketika suhu cairan meningkat, volume cairan juga harus meningkat dengan faktor yang sama dan efek ini dikenal sebagai perpindahan. Persamaan untuk menghitung laju konveksi adalah sebagai berikut:
Di mana:
Q adalah kalor yang dipindahkan per satuan waktu
Hc adalah koefisien perpindahan panas konveksi
A adalah luas perpindahan panas
Ts adalah suhu permukaan
Tf adalah suhu fluida
Contoh Konveksi
- Mendidihnya air, yaitu molekul-molekul yang lebih rapat bergerak di bagian bawah sedangkan molekul-molekul yang kurang rapat bergerak ke atas sehingga terjadi gerakan melingkar dari molekul-molekul tersebut sehingga air menjadi panas.
- Air hangat di sekitar khatulistiwa bergerak menuju kutub sedangkan air yang lebih dingin di kutub bergerak menuju khatulistiwa.
- Sirkulasi darah pada hewan berdarah panas terjadi dengan bantuan konveksi, sehingga mengatur suhu tubuh.
Baca juga: Bisa Menangkap Mangsa Tersembunyi, Ternyata Kucing Paham Hukum Fisika
3. Radiasi
Panas radiasi hadir dalam beberapa atau bentuk lain dalam kehidupan kita sehari-hari. Radiasi termal disebut sebagai panas radiasi. Radiasi termal dihasilkan oleh pancaran gelombang elektromagnetik. Gelombang ini membawa energi dari tubuh yang memancarkan.
Radiasi terjadi melalui media vakum atau transparan yang dapat berupa padat atau cair. Radiasi termal adalah hasil dari gerakan acak molekul dalam materi. Pergerakan elektron bermuatan dan proton bertanggung jawab atas emisi radiasi elektromagnetik.
Perpindahan panas radiasi diukur dengan alat yang disebut termokopel. Termokopel digunakan untuk mengukur suhu. Pada perangkat ini terkadang terjadi kesalahan saat mengukur suhu melalui perpindahan panas radiasi.
Persamaan Radiasi
Ketika suhu naik, panjang gelombang dalam spektrum radiasi yang dipancarkan berkurang dan radiasi dengan panjang gelombang yang lebih pendek dipancarkan. Radiasi termal dapat dihitung dengan hukum Stefan-Boltzmann:
Di mana:
P adalah kekuatan bersih radiasi
A adalah luas radiasi
Tr adalah suhu radiator
Tc adalah suhu sekitar
e adalah emisivitas dan adalah konstanta Stefan
Contoh Radiasi
- Radiasi gelombang mikro yang dipancarkan dalam oven adalah salah satu contoh radiasi.
- Sinar UV yang berasal dari matahari Pelepasan partikel alfa selama peluruhan Uranium-238 menjadi Thorium-234
Baca juga: MILIKI PROSPEK KERJA 5X LEBIH BESAR Dengan Kuliah di SIG (Sains Informasi Geografi)
Jenis-jenis perpindahan panas cukup lekat dalam keseharian kita bukan? Demikian informasi yang dapat penulis sampaikan semoga bermanfaat. Semangat belajar!
