Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

PERAMBATAN PANAS (Heat Transfer) Ikhwanuddin, MT FT-UNY KONVEKSI KONDUKSI RADIASI KUANTITAS KALOR PENGANTAR PERAMBATAN KALOR.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "PERAMBATAN PANAS (Heat Transfer) Ikhwanuddin, MT FT-UNY KONVEKSI KONDUKSI RADIASI KUANTITAS KALOR PENGANTAR PERAMBATAN KALOR."— Transcript presentasi:

1 PERAMBATAN PANAS (Heat Transfer) Ikhwanuddin, MT FT-UNY KONVEKSI KONDUKSI RADIASI KUANTITAS KALOR PENGANTAR PERAMBATAN KALOR

2 PENGANTAR Apa pengertian kalor? Apakah beda panas dan suhu? Apa satuan dan simbol kalor?

3 Panas adalah Dapat dirasakan Bentuk energi Dapat ditransfer PENGANTAR Suhu adalah Ukuran kehadiran panas Tidak dapat ditransfer 1. Beda Panas dan Suhu

4 Kalor adalah Sesuatu yang dipindahkan antara suatu sistem dan lingkungannya akibat perbedaan suhu Energi yang mengalir dari suatu benda ke benda lain karena perbedaan suhu antara keduanya PENGANTAR 2. Pengertian kalor

5 Satuan Kalor adalah kalori (kal=cal;kcal=10 -3 kcal) (SI) 1 kcal= 3,968 Btu (british thermal unit) 1 kcal = jml kalor yang diperlukan 1 kg air untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ⁰ C Simbol kalor = Q PENGANTAR 3. Satuan dan simbol kalor

6 KUANTITAS KALOR Bagaimana cara menghitung jumlah kalor suatu benda?

7 KUANTITAS KALOR Menghitung kuantitas Kalor 1. Berdasarkan Kapasitas Kalor (C=heat capacity) Kapasitas Kalor (C) adalah jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar ΔT Rumus: (1) Jadi: ΔQ= C.ΔT (2)

8 KUANTITAS KALOR Menghitung kuantitas Kalor 2. Berdasarkan Kalor Jenis (c=cp=specific heat) Kalor Jenis (cp) adalah kapasitas kalor (C) per satuan massa benda (m) Rumus: = (3) Jadi ΔQ = m.cp.ΔT (4)

9 KUANTITAS KALOR Kalor Jenis (c=cp) beberapa zat ZatKalor jenis (cal/gr ⁰C) Kalor jenis (J/gr ⁰C) Aluminium0,2150,900 Karbon0,1210,507 Tembaga0,09230,386 Timbal0,03050,128 Perak0,05640,236 Catatan: Kalor Jenis (cp) air = 1 cal/g ⁰ C

10 PERAMBATAN KALOR Bagaimana cara kalor merambat? Bagaimana menghitung jumlah kalor yang merambat?

11 Ada 3 cara perambatan kalor,yaitu: 1. Konduksi (Conduction) 2. Konveksi (Convection ) 3. Radiasi (Radiation) PERAMBATAN KALOR Cara kalor merambat atau berpindah

12 Perambatan kalor didalam benda padat Perambatan kalor antar benda padat yang bersentuhan secara langsung KONDUKSI

13 Perambatan kalor didalam zat cair atau udara Perambatan kalor antar benda padat melalui media liquid atau udara KOMVEKSI

14 Perambatan kalor antar benda melalui pancaran langsung, tanpa media/perantara RADIASI

15 PERHITUNGAN RAMBATAN KALOR

16 PERHITUNGAN KONDUKSI Suatu lempengan benda memiliki luas penampang A, tebal Δx, perbedaan suhu antar kedua permukaan ΔT. Akan dihitung kalor (ΔQ) yang mengalir pada lempeng benda selang waktu Δt. T2 T1 L A

17 PERHITUNGAN KONDUKSI Berdasaran penelitian: ΔQ sebanding Δt ΔQ sebanding A ΔQ sebanding ΔT/Δ x (asalkan ΔT/Δx kecil) Dibuat persamaan : (kira-kira)

18 PERHITUNGAN KONDUKSI Laju aliran kalor dianalogikan dengan aliran fluida. Laju aliran kalor (H) didefinisikan sebagai jumlah kalor (ΔQ) yang mengalir pada suatu penampang per satuan waktu (Δt) Dibuat persamaan: (5a) Atau: ΔQ = H. Δt (5b)

19 Skema Laju aliran kalor pada benda solid ket: A: Luas permukaan, L: tebal, T1&T2: suhu permukaan. PERHITUNGAN KONDUKSI

20 Pada Δx yang sangat kecil, maka tebal lempeng=dx, dan beda suhu dT. Laju aliran kalor (H) dapat dinyatakan sebagai: (6a) ket: dT/dx=gradien suhu PERHITUNGAN KONDUKSI

21 PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS Laju aliran kalor (H) dapat dinyatakan sebagai: (6b) ket: k = konstanta konduktivitas termal (kcal/det.m. ⁰C) T1=suhu pada t1, dan T2= suhu pada t2 Benda dengan k besar=konduktor yang baik

22 Konduktivitas panas (k) adalah: kecepatan aliran panas melalui benda homogen pada permukaan seluas 1 m2 dan ketebalan 1 m. Satuan: J/s.m. o C Konduktan panas (k’ ) adalah : kecepatan aliran panas melalui benda homogen pada permukaan seluas1 m2, pada ketebalan tertentu (<1 m).Satuan J/s. o C Konsep Konduktivitas dan Konduktan PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

23 Hubungan konduktan dan konduktivitas adalah: ket: k’ = konduktan panas Ln = tebal lapisan kn = konduktivitas panas bahan ke-n PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

24 Perhatikan rumus dasar laju aliran kalor (H) pada konduksi: PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

25 Bila terdapat n keping bahan, maka persamaan H: Ket: L1/k1...Ln/kn= k’=konduktan panas PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

26 Rumus “H” Dapat disederhanakan menjadi: Ket: k’ n =konduktan panas bahan ke-n PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

27 Tabel Konduktivitas termal beberapa benda Benda Kcal/det.m. ⁰ CJ/det.m. ⁰ C Alumunium4,9x x10 1 Kuningan2,6x x10 1 Tembaga9,2x x10 1 Timbal8,3x x10 1 Perak9,9x x10 1 Baja1,1x x10 1 Udara5,7x ,4x10 -2 Asbestos4,9x x10 -2 Beton4,9x x10 -1 Kayu4,9x x10 -2 PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN BERLAPIS

28 Tabel Konduktivitas Panas Bahan bahan Konduktivitas termal ( k) [J/(s-m-C)] bahan Konduktivitas termal ( k) [J/(s-m-C)] Styrofoam 0.010kaca 0.80 udara 0.026beton 1.1 Wool 0.040besi 79 kayu 0.15Aluminum perak 420 air 0.60intan 2450

29 Diketahui: k baja = 14 J/s.m. ⁰ C, luas area: 2 m 2, beda suhu 475 ⁰ C, jarak antar permukaan benda 10m Ditanya: Berapa banyak energi dalam waktu 40 detik? Jawab: Langkah ke-1 H= kA (T 2 - T 1 )/L H= 14 (2)(475)/10 H= 1330 J/s Langkah ke-2 Q= Ht = 1330 J/sx(40) s Q= 5.32 x 10 4 J CONTOH PERHITUNGAN KONDUKSI

30 Soal: Berapa joule per detik jumlah energi panas yang merambat melalui dinding? (lihat gambar) CONTOH PERHITUNGAN KONDUKSI

31 Diketahui: k (insulasi) = 0.20 J/(s-m-C) k (kayu) = 0.80 J/(s-m-C) CONTOH PERHITUNGAN KONDUKSI Ditanya: a) H insulasi? b) H kayu? Jawab: H Insulasi H ins = (0.20)(40)(25 - T)/0.076 (1) = T (2) H kayu H wood = (0.80)(40)(T - 4)/0.019 = T konsep: H kayu=H insulasi H wood = H ins T = T (3) T = (4) T = C (5) H= H wood = H ins (6) H= (5.235) = 2080 J/s (7) H= (5.235) = 2080 J/s (8)

32 PERHITUNGAN KONVEKSI

33 Suatu Fluida berada didalam wadah, yang salah satu permukaannya seluas (A) lebih panas dari fluida dengan selisih ΔT. Laju aliran kalor (H) yang terdapat pada fluida adalah: (7) h c : koefisien konveksi (W/m 2.K) A : luas permukaan (m2) ΔT: beda suhu permukaan panas dan dingin ( ⁰ K) H : laju aliran kalor (J/sec)

34 PERHITUNGAN RADIASI Laju radiasi panas per detik dihitung dgn rumus Stefan- Boltzmann: e = emissivitas (0-1) σ = konstanta Stefan-Boltzmann = 5.67 x J/(s.m 2.K 4 ) A = luas pemukaan (m 2) T = suhu benda( ⁰ Kelvin)

35 EMISIVITAS (e ) dan ABSORBSI (α ) panas PERHITUNGAN RADIASI Emisivitas (e ) adalah kemampuan bahan untuk memancarkan kembali panas yang diterima Absorbsi panas (α ): kemampuan untuk menyerap panas Panas yang tertahan pada benda, disebut indek serapan panas (q). Dihitung dg rumus:

36 Konsep hubungan: Emisivitas (e ) dan Absorbsi (α ) panas PERHITUNGAN RADIASI Energi yang diterima = Energi yang dipantulkan + diserap + dipancarkan kembali

37 CONTOH SOAL 1: Berapa banyak energi panas yang dipancarkan oleh permukaan sebuah benda kubus dengan rusuk 5m yang bersuhu 500K dalam waktu 10 menit? JAWABAN: Diketahui: t = 10 x 60 seconds = 600 s Ditanya: Q? Jawab: H = esA T 4 Q = H.t Q = ((0.8)(5.67x10 -8 )(5)(500) 4 )x (600) = 8.5 x 10 6 J H = eσAT 4 CONTOH PERHITUNGAN RADIASI

38 CONTOH SOAL 2: Berapa banyak radiasi dari kulit tubuh manusia? JAWABAN: Diketahui: suhu tubuh manusia (T)= 37 C = = 310 K, Perkiraan luas permukaan kulit ( A) = 1.5 m 2 emisivitas = 0.70 Ditanya: H....? Jawab: H = e  A T 4 = (0.70)(5.67 x )(1.5 m 2 )(310) 4 = 550 watts (5 light bulbs) Ket: e=0,70. Matahari memancarkan ± 1000 watt/m2 pada permukaan bumi, 30% nya direfleksikan, sehingga absorbsinya 700 watt/m2. CONTOH PERHITUNGAN RADIASI

39 1.Berapa kalori makanan yang harus dibakar oleh tubuh per jamnya, jika laju panas yang terbuang dari tubuh 219 J/det? 2.Berapa indeks panas yang diserap oleh suatu bahan dengan e=0,6 dan α = 0,7 ? LATIHAN SOAL RADIASI

40 Soal no.1 Diketahui: 1 Kilo kalori = 1000 al 1 jam= 3600 detik H = 219 J/det Ditanya: Q=.....? Jawab: Q= ΔH x Δ t Q= 219 x 3600 = Q= 7.88 x 10 5 J Jadi Jumlah kalori makanan yang harus dibakar: 7.88 x 10 5 J / (4186 J/Kkal) = 188 Kkal catatan: 4186 J = 1 Kkal Kunci Jawaban:

41 Soal no. 2: Diketahui: α = 0,7. e = 0,6. Hitung berapa indeks panas (q) yang ditahan oleh bahan tersebut! Ditanya: q=......? Jawab: q= (α).(1- e) = (0,7)(1- 0,6) = (0,7) (0,4) = 0,28 Kunci Jawaban:

42 SELESAI Selamat Istirahat Menyehatkan badan Aduhai senyumnya Mencari ketenangan jiwa Wajah polos tanpa dosa


Download ppt "PERAMBATAN PANAS (Heat Transfer) Ikhwanuddin, MT FT-UNY KONVEKSI KONDUKSI RADIASI KUANTITAS KALOR PENGANTAR PERAMBATAN KALOR."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google