PERPINDAHAN KALOR
A.
PENGERTIAN
KALOR
Dari sisi sejarah kalor merupakan asal
kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent
lavoiser (1743 - 1794), seorang ahli kimia berkebangsaan Prancis. Kalor
memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah
panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius. Teori
kalor dasar adalah:
·
Kalor yang diterima sama dengan kalor yang
dilepas. Azas Black, Penemunya adalah Joseph Black (1720 - 1799) dari Inggris.
·
Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan.
Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 - 1814) dari Amerika Serikat
·
Kalor adalah salah satu bentuk energi. Ditemukan
oleh Robert Mayer (1814 - 1878)
·
Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi
disebut kalor mekanik.. Digagas oleh James Prescott (1818 - 1889).
Kalor merupakan salah satu
bentuk energi maka satuan kalor pun
sama dengan satuan energi, yaitu joule atau kalori. Kalor dapat
menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah
wujud zat. Benda yang mendapat kalor suhunya naik, sedang yang
melepas kalor suhunya turun. Kalor yang
digunakan untuk mengubah wujud zat dinamakan kalor laten dan kalor uap.
Kalor laten itu adalah banyaknya kalor yang diperlukan dan dilepaskan
oleh 1 kg atau 1 g zat agar dapat mengubah wujudnya sedangkan kalor uap yaitu
banyaknya kalor per satuan massa yang diberikan pada zat di titik didihnya agar
wujud zat cair berubah menjadi wujud gas seluruhnya pada titik didih tersebut.
Menguap dan melebur adalah peristiwa perubahan wujud yang membutuhkan kalor,
Kalor didefinisikan
sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi
adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda
tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat
besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung
sedikit. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada
3 faktor yaitu:
·
Massa zat
·
Jenis zat (kalor jenis)
·
Perubahan suhu
Kalor adalah suatu bentuk energi yang
diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau
wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam
satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang
diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.
Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan
naik/turun atau wujud benda berubah.
Kalor menyatakan bentuk energi yang pindah karena
adanya perbedaan suhu. Kalor adalah energi yang diterima oleh sebuah benda
sehingga suhu benda itu naik atau wujudnya berubah. Demikian pula, kalor adalah
energi yang dilepaskan oleh sebuah benda sehingga suhu benda itu turun
atau wujudnya berubah. Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dipindahkan oleh benda yang memiliki
suhu lebih tinggi ke benda yang memiliki suhu lebih rendah. Kita harus
membedakan pengertian suhu dan kalor. Suhu adalah ukuran derajat panas
sedangkan kalor adalah ukuran banyaknya panas.
B.
KALOR
DAN PERUBAHAN WUJUD
Jika suatu benda diberi pengaruh
panas, ternyata benda tersebut mengalami perunbahan keadaan yaitu perubahan
wujud dari satu bentuk ke bentuk lain. Wujud tersebut dapat berupa padat cair
atau gas. Pemberian kalor akan meningkatkan suhu es, jika pemberian kalor
secara terus menerus akan menjadikan es yang awalnya padat menjadi cair ketika
sejumlah kalor diberikan kepada balok es
energi getaran molekul-molekul bertambah dan mengakibatkan
molekul-molekul itu lepas dari ikatannya. Pada akhirnya es akan mencair. Kalor untuk
mencairkan es didapatka dari lingkungan sekitarnya. Misalnya, kalor yang
diserap es dari air yang berfungsi sebagai lingkunganya ataupun diserap dari
gelas kaca yang mendapat pemanasan langsung dari suatu pembakaran, akibatnya
suhu lingkungannya turun.
1.
Melebur
Melebur (mencair) adalah proses
perubahan wujud padat menjadi cair. Contohnya jika es dipanaskan akan mencair.
Hal ini merupakan bukti bahwa perubahan wujud dari padat ke cair memerlukan
kalor. Sebelum dipanaskan, suhu es dapat mencapai beberapa derajat dibawah 0°C.
Beberapa saat setelah dipanaskan, suhu es berangsur-angsur anaik hingga
mencapai 0°C. Suhu 0°C ini tetap
bertahan sampai seluruh es mencair. Baru setelah itu, suhu air berangsur-angsur
naik.
Jadi pada saat mencair kalor yang
diserap es digunakan untuk mengubah wujud zat (dari padat ke cair). Suhu 0°C
dikatakan sebagai titik cair atau titik lebur es, yaitu suhu tepat es akan
mencair. Titik lebur es akan berubah jika diberi tekanan. Misalnya balok es
digantungi dengan kawat tembaga tipis yang ujung-ujungnya diberi pemberat.
Balok es akan terpotong sedikit demi sedikit. Kawat dapat melewati balok es
tetapi balok es tidak terbelah. Hal itu terjadi karena titik lebur es
terpengaruh oleh tekanan kawat berbeban.
2.
Menguap
Menguap adalah perubahan wujud dari
cair menjadi gas. Menguap merupakan proses pelepasan partikel suatu zat dari
ikatan antarpartikel zatnya. Proses menguap lebih cepat jika dipanaskan. Air
yang kita panaskan, beberapa saat kemudian suhunya akan naik. Jika pemanasan
terus dilakukan, suhu air akan mencapai maksimum. Artinya, suhu air tidak akan
naik lagi walaupun pemanasan terus dilakukan. Suhu maksimun tersebut disebut
titik didih air. Pada titik didihnya, terjadi penguapan diseluruh bagian.
Titik didih itu akan naik jika
tekanan udara diatasnya diperbesar. Selain dengan memperbesar tekanan, titik
didih air akan naik jika kedalamnya dimasukkan garam. Itulah sebabnya singkong
atau daging yang direbus dengan air yang diberi
garam lebih cepat masak. Penguapan dapat dipercepat dengan cara:
·
Pemanasan
·
Memperluas permukaan zat cair
·
Mengalirkan udara diatas permukaan zat cair
·
Memperkecil tekanan udara diatas permukaan zat cair.
3.
Mengembun
dan Membeku
Mengembun adalah proses perubahan
wujud dari gas menjadi cair. Air yang berubah menjad uap dapat dikembalikan
menjadi wujud air. Contoh, perhatikan tutup gelas yang digunakan untuk menutup
gelas yang berisi air panas, bagian dalam tutup gelas menjadi basah. Basahnya
tutup gelas tersebut karena adanya pengembunan uap air. Karena suhu tutup gelas
lebih rendah daripada suhu uap air, ketika menyentuh tutup gelas uap air akan
melepaskan kalor. Itulah sebabnya tutup gelas menjadi panas. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa ketika mengembun uap air melepaskan kalor.
Membeku adalah proses perubahan
wujud dari cair menjadi padat. Es yang telah mencair dapat dikembalikan menjadi
padat kembali. Hal itu dapat terjadi karena air melepaskan kalor. Selama proses
itu, suhu air tidak berubah karena kalor yang dilepaskan menyebabkan perubahan
wujud. Setelah semuanya berubah menjadi es, terjadilah penurunan suhu.
4.
Menyublim
Menyublim adalah proses perubahan
wujud dari padat menjadi gas atau dari gas menjadi padat. Perubahan wujud padat
menjadi gas menyerap kalor, sedangkan perubahan gas menjadi padat melepaskan
kalor. Contoh menyublim adalah pada kapur barus.
5.
Kalor Lebur
dan Kalor Beku
Telah kita ketahui bahwa es batu
dapat melebur menjadi air jika menyerap sejumlah kalor. Sementara itu air dapat
membeku menjadi es batu jika melepas sejumlah kalor. Sama halnya dengan air,
lilin juga dapat mengalami peleburan dan pembekuan.
Selain bergantung pada massa zat,
jumlah kalor yang diperlukan untuk melebur juga ditentukan oleh jenis zat.
Artinya kalor yang digunakan untuk meleburkan atau mencairkan 1 Kg es berbeda
dengan 1 Kg lilin. Demikian juga kalor yang diperlukan untuk proses pembekuan
zat. Kalor lebur didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan oleh satu satuan
massa zat padat untuk melebur (mencair) pada titik leburnya. Adapun kalor beku
adalah didefinisikan sebagai kalor yang dilepaskan ole satu satuan massa zat
cair untuk membeku pada titik bekunya.
Berdasarkan uraian diatas, jumlah
kalor yang diperlukan oelh suatu zat untuk melebur atau yang dilepaskan ketika
membeku dapat dirumuskan:

Dimana,
Q = Jumlah Kalor (joule)
m = massa zat (kg)
L = kalor lebur (J/kg)
6. Kalor Uap dan Kalor Embun
Besar kalor lebur suatu zat sama
dengan kalor bekunya. Demikian pula besar kalor uap suatu zat sama dengan kalor
embunnya. Kalor uap adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat untuk menguap pada titik didihnya.
Adapun kalor embun adalah kalor yang dilepaskan oleh satu satuan massa zat
untuk mengembun pada titik embunnya. Jumlah kalor yang diperlukan oleh suatu
zat untuk menguap atau yang dilepaskan
ketika mengembun dapat dirumuskan:
![]() |
Dengan:
Q = Jumlah Kalor (joule)
m = massa zat (kg)
L = kalor lebur (J/kg)
Kalor uap dan kalor embun juga termasuk kalor laten juga termasuk kalor
laten. Dengan demikian, kalor laten dapat dikatakan sebagai kalor yang
diperlukan atau dilepaskan oleh satu satuan massa zat untuk berubah wujud dari
satu wujud ke wujud lainnya. Kalor laten terdiri dari kalor lebur, kalor beku,
kalor uap, dan kalor embun. Besar kalor lebur sama dengan kalor beku, sedangkan
kalor uap sama dengan kalor embun.
C. KALOR DAN PERUBAHAN SUHU
Kalor
dapat mengubah suhu suatu benda misalnya dengan
mencampurkan air panas dengan air dingin dalam mangkuk, pada saat kita
menumpahkan air panas ke air dingin maka energi kalor mengalir dari air ke air
dingin sehingga pada akhirnya kita akan mendapatkan bahwa suhu air dalam
mangkuk berada diantara suhu-suhu air sebelum dicampurkan. Hali ini menunjukkan kalor dapat
mengubah suhu suatu benda.
Selain itu
kita juga sering jumpai dalam kehidupan sehari-hari yaitu, ketika kita mencelupkan sebuah sendok kedalam sebuah gelasyang
berisi air panas. Kemudian sendok menjadi terasa panas ketika dicelupkan
kedalam air panas itu terjadi karena suhu sendok lebih rendah dibandingkan dengan
suhu air, energi kalor akan mengalir dari air menuju sendok sehingga suhu
sendok akan naik. Pemberian kalor
menyebabkan suhu benda berubah.
Makin banyak kalor yang diberikan kepada benda, maka suhu benda makin tinggi.
Berarti sebanding dengan perubahan suhu, sehingga diketahui bahwa kalor (Q)
berbanding lurus dengan massa zat (m), kenaikan suhu (∆T), dan kalor
jenis zat (c). Oleh karena itu, persamaan tentang kalor dapat dituliskan
sebagai berikut :
![]() |
Dengan :
Q = jumlah kalor (J atau kal)
∆T = perubahan suhu ( °C atau K) , suhu akhir-suhu
awal.
c = kalor jenis benda (J/kg C°atau kal/kg C°)
m = massa benda
(kg),
Dalam sehari-hari kita tentu pernah merebus air. Air yang tadinya terasa
dingin dan sejuk setelah direbus beberapa saat akan terasa hangat dan
lama-kelamaan menjadi panas. Hal tersebut dapat terjadi karena
selama direbus air mendapat energi dari api yang menyala di bawah air tersebut. energi yang dihasilkan oleh nyala api akan berpindah ke
air dan berubah menjadi panas dalam air. Bentuk energi yang berpindah karena
perbedaan suhu disebut sebagai energi kalor. Perpindahan energi kalor selalu
terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu
rendah.
Jadi jika ada dua buah benda A dan B mempunyai suhu yang berbeda, dan suhu A lebih dari suhu B kemudian kedua benda
tersebut disentuhkan maka
suhu A akan menurun dan suhu B akan naik hingga suhu kedua benda tersebut setimbang. Suhu air yang tadinya panas sekarang menjadi lebih dingin dan suhu air yang
tadinya dingin menjadi lebih panas hal ini menunjukkan bahwa air panas
melepaskan kalor dan air dingin menerima kalor dari air panas untuk menaikkan
suhunya.
Tidak hanya zat cair yang dapat melepas dan menerima kalor, semua benda
dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari
lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor, demikian juga sebaliknya benda-
benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima
kalor untuk menstabilkan kondisinya dengan lingkungan di sekitarnya.
D.
PERPINDAHAN
KALOR
Perpindahan kalor merupakan ilmu yang mempelajari tentang bagaimana kalor
berpindah/mengalir dari tempat yang bertemperatur tinggi ke temperatur lebih
rendah jadi panas dapat berpindah karena adanya beda temperatur. Seperti yang
kita ketahui bersama, bahwa yang namanya kalor itu adalah berupa suatu energi.
Dimana berdasar hukum kekekalan energi, energi dapat berpindah dari suatu
tempat ke tempat lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke
energi lain.
Perpindahan Kalor adalah suatu proses perpindahan energi panas pada suatu
zat atau dari satu zat ke zat lain. Kalor dapat berpindah dapat melalui suatu
zat perantara maupun tanpa zat perantara. Berdasarkan daya hantar kalor, benda
dibedakan menjadi dua, yaitu:
·
Konduktor, Konduktor adalah zat yang memiliki
daya hantar kalor baik. Contoh : besi, baja, tembaga, aluminium, dll
·
Isolator, Isolator adalah zat yang memiliki daya
hantar kalor kurang baik. Contoh : kayu, plastik, kertas, kaca, air, dll
Beras yang dimasukkan ke dalam panci berisi air dan diletakkan di atas
kompor menyala, lama-kelamaan akan menjadi nasi. Api kompor mengeluarkan kalor
yang berpindah dari panci ke air kemudian air menjadi panas dan memanaskan
beras sehingga beras menjadi nasi. Kita telah mengetahui bahwa kalor merupakan
salah satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu.
Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya
rendah. Apabila ditinjau dari perpindahannya kalor dapat berpindah dengan tiga
cara, yaitu:
·
Perpindahan kalor secara konduksi (hantaran)
·
Perpindahan kalor secara konveksi (aliran)
·
Perpindahan kalor secara radiasi (pancaran)
1.
Perpindahan
Kalor secara Konduksi (hantaran)
Kalor berpindah melalui benda, tetapi partikel-partikel benda itu tidak
mengalami perpindahan tempat. Perpindahan kalor seperti ini disebut konduksi atau hantaran. Contoh
sederhana tentang perpindahan kalor secara konduksi yaitu misalnyandi ketika
kita sedang duduk di kursi paling belakang dan ingin memberikan buku kepada
teman kita yang duduk di kursi paling
depan, apa yang akan kita lakukan? Tentu kita dapat memberikan buku itu kepada
teman kita yang duduk di depan kita terlebih dahulu, lalu teman kita itu lagi
memberikannya kepada teman yang duduk didepannya lagi. Demikian
seterusnya sampai buku itu itu diterima oleh teman yang dituju. Buku dapat
sampai ke teman yang dituju karena adanya perpindahan buku dari tangan ke
tangan yang lainnya. Meskipun teman-teman yang sebagai perantara yang
memberikan buku tidak ikut berpindah. Demikian pula hantaran kalor secara
konduksi.
Perpindahan kalor dengan cara konduksi biasa terjadi
pada jenis zat penghantar yang berbentuk padat, seperti besi saat dipanaskan
lalu dipegang ujung yang lain, pasti lama kelamaan ujung besi yang dipegang juga ikutan terasa panas, hal ini
dikarenakan panas merambat pada besi tersebut, sehingga kemudian seluruh batang
besi tersebut menjadi panas. Pada peristiwa perpindahan dari ujung besi kalor yang
dipanaskan ke ujung besi yang dipegang molekul-molekul besi yang menghantarkan
kalor tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor seperti inilah yang dinamakan
perpindahan kalor secara hantaran atau konduksi.
Perpindahan kalor pada logam yang tidak diikuti perpindahan massa ini
disebut dengan perpindahan kalor secara konduksi. Jadi konduksi adalah
perpindahan kalor melalui zat perantara dan selama terjadi perpindahan kalor,
tidak disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat perantaranya.
Perpindahan kalor di dalam zat padat dapat dijelaskan dengan teori atom.
Atom dalam zat padat yang dipanaskan akan bergetar dengan kuat. Atom atom yang
bergetar akan memindahkan sebagian energinya kepada atom atom tetangga terdekat
yang ditumbuknya. Kemudian atom tetangga yang ditumbuk dan mendapatkan kalor
ini akan ikut bergetar dan menumbuk atom tetangga lainnya, demikian seterusnya
sehingga terjadi perpindahan kalor dalam zat padat.
Syarat terjadinya konduksi kalor suatu benda adalah adanya perbedaan suhu
antar dua tempat pada benda tersebut. Kalor akan berpindah dari tempat bersuhu
tinggi ke tempat bersuhu rendah. Jika suhu kedua tempat tersebut menjadi sama,
maka rambatan kalor pun akan terhenti.
Setiap zat tidak semuanya dapat menghantarkan kalor secara konduksi contohnya
ambillah sepotong kayu, kemudian ujung yang satu dipanaskan sedang ujung kayu
yang lainnya kamu pegang. Apakah ujung yang dipegang terasa panas? Ternyata
tidak panas. Hal ini berarti bahwa pada kayu tidak terjadi perpindahan kalor
secara konduksi.
Benda yang baik menghantarkan kalor disebut konduktor. Misalnya: besi,
tembaga, aluminium, dan perak. Benda yang tidak baik menghantarkan kalor
disebut isolator. Misalnya: kayu, kaca, dan plastik.
Jadi konduksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat
perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut.
2.
Perpindahan
Kalor secara Konveksi (aliran)
Konveksi adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam
suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Perpindahan
partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi
biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan zat gas. Perpindahan
kalor secara konveksi dibedakan menjadi dua yaitu :
·
Konveksi alamiah, contohnya aliran air pada saat
dimasak.
·
Konveksi paksa contohnya untu mendapatkan udara dingin
dlam ruang dipasang AC atau kipas angin.
Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Kita dapat memahami
peristiwa konveksi, antara lain:
· Pada zat
cair karena perbedaan massa jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem
aliran air panas.
· Pada zat gas
karena perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut,
sistem ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam ruangan
dipasang AC atau kipas angin, dan cerobong asap pabrik.
Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa
jenis dalam zat tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan
partikel-partikel zatnya disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor
secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi
pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan
konveksi kalor melalui penghantar air. Kegiatan tersebut juga dapat digunakan
untuk menjelaskan prinsip terjadinya angin darat dan angin laut.
Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal
ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di
atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka
terjadilah aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para
nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.
Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal
ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara
di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut. karena
kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di
atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena
tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi
udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan laut
inilah yang disebut angin laut. Maka terjadilah aliran udara dari
laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau
pantai setelah menangkap ikan.
Selain itu berikut ini adalah contoh dari peristiwa
konveksi kalor, ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor
akan menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke
atas hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada massa
air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian atas
akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya ditinggalkan
massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus hingga seluruh
massa air di dalam panci itu mendidih.
3.
Perpindahan Kalor
secara Radiasi (pancaran)
Radiasi
adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada radiasi,
kalor atau energi merambat tanpa membutuhkan zat perantara, berbeda halnya
dengan konduksi atau konveksi yang selalu membutuhkan medium. Sebenarnya setiap
benda memancarkan dan menyerap energi radiasi. Benda panas ada yang berpijar
dan ada juga yang tidak berpijar. Kedua benda tersebut memencarkan/meradiasikan
energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang.
Yosef Stefan
menemukan bahwa laju rambat kalor secara radiasi tiap satu satuan luas
permukaan benda begantung pada sifat dan suhu permukaan benda. Benda yang
mengkilap lebih sukar memancarkan kalor daripada benda yang hitan dan kusam.
Keadaan tersebut juga berlaku untuk benda yang menyerap kalor. Benda yang
permukaannnya mengkilap lebih sukar menyerap kalor daripada benda yang
permukaannnya hitam dan kusam. Jadi dapat dikatakan bahwa benda hitam dan kusam
merupakan pemancar dan penyerap kalor yang baik.
Bagaimanakah energi kalor matahari dapat sampai ke bumi? Telah kita
ketahui bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga
kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Perpindahan
kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran.
Radiasi adalah cara perpindahan kalor dengan pancaran tidak memerlukan zat
perantara (medium), karena berupa gelombang elektromagnetik. Contoh perpindahan
kalor secara radiasi: kalor dari matahari sampai ke bumi, kalor dari api unggun
sampai ke badan kita, kalor dari lampu ruangan memancar ke segala arah.
Contoh lain dalam perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu
kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering
menyalakan api unggun. Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa
hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara
radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor
secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator).
Jika antara api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir,
ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita rasakan lagi. Hal ini berarti
tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena terhalang oleh penyekat itu.
Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa:
·
Dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk
cahaya, karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat
merambat dalam ruang hampa;
·
Radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan
tabir/penutup yang dapat menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber
cahaya.
E. Penerapan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari
Penerapan perpindahan kalor dalam kehidupan
sehari-hari sangat banyak, walaupun kita seringkali tidak menyadarinya. Pada
malam hari bumi menjdai tidak dingin sekali karena atmosfer memainkan peran
sebagai isolator sekaligus sebagai medium konveksi udara. Pada siang hari yang
terik sepatu atau sandal yang kita pakai melindungi perpindahan paans dari
aspal jalan, karena bahan sepatu termasuk isolator kalor.
Konsep perpindahan kalor diterapkan dalam berbagai peralatan rumah tangga, misalnya termos dan setrika. Termos
dapat mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun secara
radiasi. Setrika memindahkan kalor kepada pakaian yang disetrika secara
konduksi.
·
Termos
Termos mempunyai dinding rangkap yang berlapis perak
dibagian dalamnya. Ruang antara kedua dinding tersebut merupakan daerah hampa
udara. Es disalam termos dapat bertahan lama karena tidak memperoleh kalor dari
luar. Begitupula minuman yang panas akan tetap panas dalam waktu yang lama
karena kalor tidak bisa keluar. Perpindahan kalor secara konduksi tidak mungkin
terjadi dalam termos sebab di dalam termos terdapat
kaca yang sukar menghantarkan kalor. Lagipula ruang hampa sama sekali tidak
menghantarkan kalor. Perpindahan kalor secara konveksi pun tidak terjadi karena
ada ruang hampa udara. Kemungkinan kalor
bisa berpindah akibat radiasi, tetapi seluruhnya dipantulkan kembali
oleh permukaan mengkilap. Susunan bagian termos, sehingga air panas di dalamnya
tidak cepat dingin karena terdapat prinsip kerja termos air panas yaitu :
o
Dinding terbuat dari kaca (isolator) untuk mencegah
terjadinya konduksi
o
Ruang vakum antara dua dinding mencegah perpindahan
kalor secara konduksi dan konveksi.
o
Lapisan perak mengkilap mencegah perpindahan kalor
secara radiasi
o
Tutup (sumbat) terbuat dari bahan isolator agar
konveksi dengan udara luar tidak terjadi
Karena
termos dapat mencegah ketiga cara perpindahan kalor maka air di dalam termos
tidak cepat dingin.
·
Setrika
Setrika listrik terbuat dari logam. Gagangnya terbuat
dari baghan yang sukar menghantarkan panas misalnya kayu atau ebonit. Pada
bagian dalam setrika terdapat elemen pemanas. Elemen
pemanas merupakan kawat yang terbuat dari bahan nikelin, konstantan,
atau nikrom. Kawat itu dililitkan pada lempeng mika yang merupakan isolator
listrik dan tahan panas. Panas yang dihasilkan setrika listrik dipindahkan
kepakaian secara konduksi.
Selain itu dalam
kehidupan sehari-hari, dapat kita jumpai
peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan konsep perpindahan
kalor secara konduksi, selain setrika listrik, dan termos seperti panci, wajan,
solder. Alat-alat rumah tangga seperti setrika, solder, panci, wajan terdapat
pegangan dari bahan isolator, karena hal ini bertujuan untuk menghambat
konduksi panas supaya tidak sampai ke tangan kita. Selaian itu pemanfaatan perpindahan
kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain: pada sistem
pendinginan mobil (radiator), pembuatan cerobong asap, dan lemari es.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar