Pernahkah kamu merasa bingung, kenapa saat sendok dimasukkan ke air panas, sendok ikut menjadi panas? Atau mengapa saat di dekat api unggun, badan kita menjadi hangat? Hal itu terjadi karena adanya perpindahan kalor.
Sekarang kita akan
membahas macam-macam perpindahan kalor yang terbagi
atas konduksi, konveksi, dan radiasi. Panas atau kalor adalah energi
yang berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Kalor tersebut
memiliki satuan internasional (SI), yaitu joule.
(Sumber: heatenergy-hotspot.weebly.com)
Benda-benda di sekitar
kita ada yang bisa menghantarkan panas dan tidak bisa menghantarkan
panas. Benda yang bisa menghantarkan panas disebut dengan
konduktor. Contoh benda konduktor ialah tembaga, besi, air, timah, dan
alumunium. Sementara itu, benda yang tidak bisa menghantarkan panas
disebut isolator. Contoh benda isolator ialah plastik, kain, kayu, karet,
kertas, ban, dan lainnya. Nah, sekarang kamu tidak perlu heran
lagi saat melihat Ibu mengangkat panci dengan kain di tangannya karena kain
termasuk benda isolator.
Perpindahan Kalor
Perpindahan Kalor
a. Konduksi
Perpindahan
kalor secara konduksi disebut juga perpindahan kalor secara hantaran, yaitu
perpindahan kalor tanpa memindahkan zat perantaranya. Pada peristiwa
perpindahan kalor secara konduksi, yang berpindah hanya energi kalornya saja.
Umumnya, perpindahan kalor secara konduksi terjadi pada zat padat.
Peristiwa konduksi dapat diumpamakan dengan kegiatan memindahkan buku secara estafet yang dilakukan oleh kamu dan teman-temanmu. Buku yang dipindahkan secara estafet kita upamakan sebagai kalor dan orang yang memindahkannya sebagai zat perantaranya. Ketika kamu dan teman-temanmu memindahkan buku secara estafet, yang berpindah hanya buku itu saja. Sedangkan kamu dan temanmu sebagai perantara tetap diam di tempat, tidak berpindah. Begitu pula dengan peristiwa konduksi. Hanya kalor yang berpindah, zat perantaranya tetap.
Peristiwa konduksi dapat diumpamakan dengan kegiatan memindahkan buku secara estafet yang dilakukan oleh kamu dan teman-temanmu. Buku yang dipindahkan secara estafet kita upamakan sebagai kalor dan orang yang memindahkannya sebagai zat perantaranya. Ketika kamu dan teman-temanmu memindahkan buku secara estafet, yang berpindah hanya buku itu saja. Sedangkan kamu dan temanmu sebagai perantara tetap diam di tempat, tidak berpindah. Begitu pula dengan peristiwa konduksi. Hanya kalor yang berpindah, zat perantaranya tetap.
 |
| Sumber : https://blog.ruangguru.com/perpindahan-kalor |
Sebagai contoh, sebatang logam
salah satu ujungnya dipanasi sedang ujung yang lain dipegang maka makin lama
makin panas pada hal ujung ini tidak berhubungan langsung dengan api.
Perpindahan panas semacam inilah yang disebut konduksi.
Saat kamu
membuat teh dan memegang salah satu ujung sendok yang dimasukkan ke dalam air
panas apa yang terjadi? Lama-kelamaan ujung sendok yang kamu pegang juga akan
terasa panas. Peristiwa tersebut merupakan salah satu contoh perpindahan kalor
secara konduksi. Pada perpindahan kalor secara konduksi, kalor akan berpindah
dari benda bersuhu tinggi menuju benda yang suhunya lebih rendah.
Peristiwa
konduksi juga dapat kamu jumpai pada saat kamu memasak. Pada saat kamu
menggoreng, ujung spatula yang kamu pegang akanterasa panas walaupun ujungnya
tidak bersentuhan dengan api kompor. Untuk memperkuat pemahamanmu mengenai konduksi, perhatikan ilustrasi di bawah ini.
b. Konveksi
 |
| Sumber : http://www.myrightspot.com/2017/01/macam-macam-cara-perpindahan-kalor.html |
Apabila air yang berada dalam suatu gelas dipanaskan maka partikel-partikel air pada dasar gelas menerima kalor lebih dulu sehingga menjadi panas dan suhunya naik. Partikel yang suhunya tinggi akan bergerak ke atas karena massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis partikel yang suhunya lebih rendah, sedang partikel yang suhunya rendah akan turun dan mengisi tempat yang ditinggalkan oleh air panas yang naik tersebut. Partikel air yang turun akan menerima kalor dan menjadi panas. Demikian seterusnya akan terjadi perpindahan kalor. Perpindahan kalor yang demikian inilah yang disebut perpindahan kalor secara konveksi.
Perhatikan video di bawah ini untuk menambah pemahaman Anda mengenai konveksi pada zat cair
c. Radiasi
Bagaimana panas matahari dapat sampai ke bumi? Kalor dari
panas matahari tidak dapat berpindah secara konduksi, karena udara yang
terdapat dalam atmosfer termasuk konduktor yang paling buruk. Kalor dari
matahari pun tidak dapat menghantar secara konveksi karena antara matahari dan
bumi terdapat ruang hampa yang tidak menghantarkan kalor. Jadi, kalor dari
matahari merambat ke bumi tanpa melalui zat perantara.
Proses perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat perantara
dinamakan radiasi. Dapatkah kamu memberikan contoh lainnya perambatan kalor
secara radiasi? Ketika kamu dan temantemanmu pergi berkemah ke pegunungan,
udara di pegunungan sangat dingin. Untuk menghangatkan badan, kamu perlu
membuat api unggun. Nah, panas dari api unggun tersebut dapat sampai ke tubuhmu
tanpa melalui zat perantara. Perpindahan panas seperti ini dikatakan secara
radiasi.
Pernahkah kamu pergi ke luar rumah pada siang hari yang terik
dengan menggunakan baju hitam? Apa yang kamu rasakan? Ketika kamu keluar rumah
pada siang hari yang terik dengan menggunakan baju hitam, badanmu akan terasa
panas. Hal ini disebabkan warna hitam merupakan penyerap kalor radiasi yang
paling baik. Benda-benda berwarna hitam lebih banyak menyerap kalor dan
memantulkan sebagian kalor jika dibandingkan dengan benda-benda yang berwarna
putih dan berkilap. Sebaliknya, pada malam hari orang yang memakai baju hitam
merasa lebih dingin daripada orang yang mengenakan baju putih. Tahukah kamu
mengapa hal ini dapat terjadi? Hal tersebut dapat terjadi karena pakaian yang
berwarna hitam menyerap kalor yang dikeluarkan tubuh.
Pada tahun 1879, laju perpindahan
kalor termal yang dipancarkan secara radiasi oleh suatu benda secara empiris
ditemukan oleh Josef Stefan. Stefan menyatakan bahwa laju perpindahan kalor
termal yang dipancarkan secara radiasi oleh suatu benda sebanding dengan luas
benda dan pangkat empat suhu absolutnya. Hasil empiris ini 5 tahun berikutnya
diturunkan secara teoritis oleh Ludwig Boltzmann yang disebut dengan hukum
Stefan-Boltzmann. Ukuran
dari kemampuan suatu benda untuk meradiasikan energi yang diserapny dinyatakan dalam
nilai
emisivitas (e) suatu benda yang tergantung pada warna permukaan benda tersebut.
Permukaan benda yang berwarna hitam sempurna nilai e = 1, sedang untuk benda
yang berwarna putih sempurna nilai e = 0. Jadi nilai emisivitas e secara umum
adalah 0 < e < 1
Untuk menambah pemahamanmu tentang radiasi kalor, perhatikan video di bawah ini
Untuk menambah pemahamanmu tentang radiasi kalor, perhatikan video di bawah ini
Sumber :
Bitar. 2016. Kalor: Pengertian,
Perpindahan, Kapasitas, Rumus dan Contoh Aplikasi.Diakses dari http://www.gurupendidikan.co.id/kalor-pengertian-perpindahan-kapasitas-jenis-dan-rumus-beserta-contohnya-lengkap/. (4 Februari 2018)
Hadi, Abdul. Tanpa tahun. Pengertian,
Rumus, Kapasitas, Perpindahan Kalor, dan Kalor Jenis. Diakses dari http://www.softilmu.com/2015/10/Pengertian-Rumus-Satuan-Perpindahan-Kapasitas-Kalor-Jenis-.html. (4 Februari 2018)
Karyono, dkk. 2009. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas X.
Jakarta: CV. Sahabat.
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk
SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan
Nasional.
Zaelani, Ahmad. 2009. Fisika Untuk
SMA/MA. Bandung: Yrama Widya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar