Dibutuhkan 4 menit untuk membaca ini
Siapa yang saat memasak pernah tidak sengaja memegang ujung wajan lalu tangan mulai terasa melepuh? Atau menyetrika baju yang kusut hingga licin dan rapi? Dalam fisika, hal-hal tersebut merupakan contoh perpindahan kalor secara konduksi. Hmm, apa itu perpindahan kalor? Apakah perpindahan kalor dapat dihitung? Tenang, artikel ini akan segera menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut. Hari ini kita akan membahas mulai dari pengertian kalor, macam-macam perpindahan kalor dalam fisika, rumus perpindahan kalor, hingga contoh soal dan pembahasannya. Jadi, jangan lewatkan pembahasan ini dan pastikan Anda membaca sampai selesai ya! Tersedia guru-guru Fisika terbaik Apa Itu Kalor?Kalor adalah bentuk energi atau jumlah panas yang terdapat pada sebuah benda. Perpindahan kalor artinya kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Meski begitu, tidak semua benda bisa menghantarkan panas dengan baik. Ada dua macam benda yang ada di sekeliling kita, yaitu benda konduktor dan isolator. Benda-benda yang bersifat konduktor dapat menghantarkan panas dengan baik, misalnya besi, timah, air, alumunium, tembaga, dsb. Sedangkan benda-benda bersifat isolator tidak dapat menghantarkan panas dengan baik, seperti kayu, plastik, kain, kertas, karet, dsb. Lalu apa pengertian dari besaran, satuan, dan dimensi? Macam-Macam Perpindahan KalorLalu, bagaimana cara kalor berpindah? Ada tiga macam perpindahan kalor, yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Ketiganya sering kita temui dalam fenomena sehari-hari. Ketiga jenis tersebut juga memengaruhi cara menghitung perpindahan kalor dalam fisika. KonduksiBesi yang dipanaskan agar dapat dibentuk sesuai keinginan merupakan fenomena perpindahan kalor secara konduksi. Sumber: UnsplashKonduksi adalah proses perpindahan kalor pada suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Umumnya, konduksi terjadi pada zat padat yang bersifat konduktor (dapat menghantarkan panas). Contoh konduksi adalah bila sendok stainless dicelupkan ke minuman panas, lama-kelamaan sendok akan menjadi panas. Itu karena ada beberapa ciri konduksi, yaitu:
Pada fenomena ini, kalor berpindah dari bagian bersuhu tinggi ke bagian yang suhunya lebih rendah. Beberapa contoh perpindahan panas secara konduksi lainnya yang ada di sekitar kita adalah:
Rumus perpindahan kalor secara konduksi adalah: Q/t = k.A.ΔT / l Keterangan: k = konduktivitas termal (W/m.K) A = luas batang (m²) l = panjang batas (m) ΔT = perubahan suhu (K) KonveksiBalon udara dapat terbang ke angkasa karena adanya perpindahan kalor secara konveksi. Sumber: UnsplashKonveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Saat partikelnya berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, terjadilah konveksi. Umumnya, konvensi terjadi pada fluida (zat cair dan gas). Contoh perpindahan kalor secara konveksi adalah:
Rumus perpindahan kalor secara konveksi yaitu: Q/t = h.A.ΔT Keterangan: h = koefisien konveksi (W/m.K) A = luas batang (m²) ΔT = perubahan suhu (K) RadiasiPanas sinar matahari dapat sampai ke bumi bahkan melalui ruang hampa adalah bukti bahwa radiasi tidak memerlukan zat perantara. Sumber: UnsplashRadiasi melibatkan perpindahan panas dalam bentuk perambatan gelombang tanpa zat perantara. Karena tidak membutuhkan perantara, radiasi dapat terjadi di mana saja bahkan di udara, gas, atau ruang hampa. Panas matahari sampai ke bumi merupakan salah satu contoh radiasi. Perpindahan panasnya juga lebih cepat karena menggunakan gelombang elektromagnetik. Beberapa contoh perpindahan panas secara radiasi lainnya, yaitu:
Rumus perpindahan kalor secara radiasi yaitu: Q/t = e.σ.ΔT⁴ Keterangan: σ = konstanta stefan boltzman (5,67x10⁻⁸ W/m².K⁴) A = luas batang (m²) e = emisitas (0 ≤ e ≤ 1) T = suhu (K) Apakah perpindahan kalor dapat diukur dengan jangka sorong? Contoh Soal dan PembahasanSetelah memahami apa itu perpindahan kalor, tiga jenis perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari, dan rumus untuk menghitungnya. Kini saatnya Anda belajar langsung dari contoh soal dan pembahasan untuk mencari perpindahan panas suatu benda.
Pembahasan: Diketahui: A = 2,0 m x 1,75 m = 3,5 m² d = 3,2 mm = 3,2 x 10⁻³ m k = 0,8 W/m.K ΔT = 31 – 25 = 6◦C Ditanya: Q/t = ? Jawab: Q/t = k.A.ΔT / d Q/t = (0,8 .3,5 .6)/(3,2 .10⁻³) = 5250 J Jadi, laju konduksi kalor adalah 5250 joule.
Pembahasan: Diketahui: A = 17 cm² = 17 × 10⁻⁴ m² k = 4 × 10⁵ J/s.m.°C L = 1 m ΔT = 30°C t = 2 s Ditanya: Q = ? Jawab: Q/t = (k.A.ΔT)/L Q = (k.A.ΔT.t)/L Q = (4×10⁵ .17×10⁻⁴.30×2)/1 Q = 4,08 × 10⁴ J Jadi, kalor yang merambat dalam batang besi adalah 4,08 × 10⁴ Joule. Nah, itulah pembahasan macam-macam perpindahan kalor beserta contohnya dalam kehidupan sehari-hari. Ternyata tanpa kita sadari, ada banyak perpindahan kalor yang terjadi di sekitar kita ya. Jika Anda tertarik dengan materi fisika, tidak ada salahnya memeriksa artikel-artikel kami lainnya tentang Fisika di website Superprof. Anda juga bisa menghubungi guru-guru Fisika berpengalaman di situs Superprof untuk les Fisika privat secara online maupun tatap muka. Selamat belajar! Platform yang menghubungkan para pengajar dengan para pelajar Berikut adalah beberapa macam perpindahan kalor dalam fisika: Klik disini untuk memahami lebih jauh Di bawah ini adalah contoh perpindahan panas secara radiasi: Untuk mengetahui lebih lengkap klik disini |