PERPINDAHAN KALOR

Tahukah anda, bagaimana kalor dapat berpindah? Bagaimana pula cara perpindahannya ?

Perpindahan Kalor

PERPINDAHAN KALOR - KONDUKSI Kalor dapat berpindah dengan berbagai cara, yaitu dengan melalui : A. KONDUKSI (hantaran) Adalah perpindahan kalor melalui zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat. Umumnya melalui zat padat. Berdasarkan daya hantar kalornya, zat dapat dibedakan sebagai: Konduktor : zat yang mudah menghantarkan kalor Contoh : logam Isolator : zat yang sukar menghantarkan kalor Contoh : kayu, karet, air, udara l A T1 T2 k (konstansa konduksi) ΔT =T2-T1

PERPINDAHAN KALOR - KONDUKSI Faktor-faktor yang mempengaruhi laju konduksi kalor : Beda suhu antara kedua permukaan (∆T) makin besar beda suhu, makin cepat perpindahan kalor. Jarak antara kedua permukaan /tebal /panjang (l), makin tebal, makin lambat perpindahan kalor. Luas permukaan (A), makin luas permukaan makin cepat perpindahan kalor. Konduktivitas termal zat (k), merupakan ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor; makin besar nilai k, makin cepat perpindahan kalor. Laju konduksi kalor :

PERPINDAHAN KALOR – KONVEKSI B. KONVEKSI (aliran) adalah perpindahan kalor melalui zat perantara, diikuti perpindahan partikel-partikel zat. Umumnya melalui fluida, misal : udara, air Macam konveksi : 1. konveksi alami contoh : angin darat, angin laut, aliran udara melalui ventilasi / cerobong asap. 2. konveksi paksa contoh : konveksi udara pada hair dryer, sistem pendingin mesin mobil lemari es, AC.

PERPINDAHAN KALOR – KONVEKSI Manfaat konveksi kalor Proses pemanasan air dalam suatu panci. Partikel air pada dasar panci menerima kalor dan menjadi panas. Merebus air Pertikel yang telah panas bergerak ke atas karena berat jenisnya mengecil, Sedangkan air dingin turun menempati tempat yang ditinggalkan air panas yang naik.Demikian ini terjadi selama air dipanaskan, sehingga air masak secara merata

PERPINDAHAN KALOR – KONVEKSI Perhatikan tayangan berikut ini, apa yang akan terjadi ?

PERPINDAHAN KALOR – KONVEKSI Coba jelaskan peristiwa berikut Angin Laut Angin Darat

PERPINDAHAN KALOR – KONVEKSI Faktor-faktor yang mempengaruhi laju konveksi kalor : Luas permukaan benda (A), semakin luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida, semakin cepat kalor dipindahkan. Perbedaan suhu (∆T), semakin besar beda suhu benda dengan permukaan fluida, semakin cepat kalor dipindahkan Koefisien konveksi (h), bergantung pada bentuk, kedudukan permukaan dan diperoleh dengan percobaan. Misal h tubuh manusia adalah 7,1 Js-1m-2K-1 Laju konveksi kalor :

PERPINDAHAN KALOR – RADIASI C. RADIASI (PANCARAN) adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. (pancaran energi dari permukaan sebuah benda dalam bentuk gelombang elektromagnetik) Misal, panas matahari sampai ke bumi melalui ruang hampa udara. Catatan : 1. Permukaan hitam sempurna sebagai pemancar dan penyerap kalor yang baik (e=1) 2. Pemukaan putih mengkilap sebagai pemancar dan penyerap kalor radiasi yang buruk (0<e<1). Pemanfaatan radiasi : Pendiangan rumah, efek rumah kaca, panel surya.

PERPINDAHAN KALOR – RADIASI Radiasi gelombang elektromagnetik matahari menghangatkan kita sebagai makhluk hidup dibumi, walaupun melewati hampa udara

PERPINDAHAN KALOR – RADIASI Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor radiasi : (dinyatakan dalam hukum Stefan-Boltzman) “Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t) sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan (T4)” Dapat ditulis dengan persamaan : Tidak semua benda dianggap hitam sempurna, sehingga rumus dapat ditulis : Dimana : σ = 5,67 x 10-8 Wm-2K-4    

LATIHAN 1. Sumber utama masuknya kalor kedalam ruang yang suhunya lebih rendah dari udara luar adalah melalui jendela kaca.Sebuah ruang dengan pendingin AC memiliki kaca jendela yang luasnya 2,0 m x 1,5 m dan tebal 3,2mm.Jika suhu permukaan dalam kaca 25oC dan suhu pada permukaan luar 30oC, laju konduksi kalor yang masuk adalah sebesar....watt (k = 0,8 W/m K) A. 3750 D. 7350 B. 5370 E. 7530 C. 5730 PEMBAHASAN PILIH SOAL :

LATIHAN DIKETAHUI : A = 2,0 m x 1,5 m = 3,0 m2. d = 3,2 mm = 3,2 x 10-3 m. k = 0,8 W/m K. ∆T = T2-T1 = 30oC-25oC = 5oC = 5K DITANYAKAN : Ditanyakan : Q/t = ?

LATIHAN DIJAWAB : = 3750 W

LATIHAN 2. Gas dengan koefisien konveksi termal 0,05 kal/s m2 oC dirambatkan didalam pipa dengan luas penampang 10 cm2. Gas mengalir dari tempat bersuhu 80oC ke tempat lain yang suhunya 70oC. besar kalor yang dipindahkan selama satu jam adalah.... Joule A. 8,1 D. 1,4 B. 6,1 E. 0,8 C. 1,8 PEMBAHASAN PILIH SOAL :

LATIHAN DIKETAHUI : h = 0,05 kal/s m2 oC A = 10 cm2 = 0,001 m2 ΔT = (80-70)oC =10oC t = 1 jam = 3.600 sekon DITANYAKAN : Q = ?

LATIHAN Q = H.t = h.A. ΔT.t Q = 0,05 x 0,001 x 10 x 3.600 = 1,8 kalori DIJAWAB : Q = H.t = h.A. ΔT.t Q = 0,05 x 0,001 x 10 x 3.600 = 1,8 kalori

LATIHAN 3. Sebuah benda hitam berbentuk bola dengan jari-jari 5 cm dijaga pada suhu konstan 327oC. Laju kalor yang dipancarkan adalah sebesar.... Joule/s A. 730,23 D. 230,73 B. 373,20 E. 203,73 PEMBAHASAN C. 337,20 PILIH SOAL :

LATIHAN DIKETAHUI : e = 1 A = 4r2= 4(4,13)(5x10-2)2 = 3,14 x 10-2 m2 T = 327 + 273 = 600 10-2  = 5,67 x 10-8 W/m2 K4 DITANYAKAN : H = Q/t

= 230,73 J/s H = eAT4 H = (1)(5,67 x 10-8)(3,14 x 10-2)(600) 4 DIJAWAB : H = eAT4 H = (1)(5,67 x 10-8)(3,14 x 10-2)(600) 4 = 230,73 J/s