konduksi, radiasi, dan konveksi
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 konduksi, radiasi, dan konveksi
1/6
Perpindahan Panas Radiasi
Perpindahan panas secara radiasi terjadi tanpa adanya media yang menghubungkan antara
pengirim radiasi (benda panas) ke penerima radiasi (benda tidak panas). Sebenarnya, semua
benda yang suhunya di atas 0 K akan melepaskan panasnya secara radiasi ke benda disekelilingnya, tinggal tergantung, benda mana yang paling panas, itulah yang akan menjadi
pemberi radiasi panas, sementara yang lebih dingin akan menjadi penerima.
Karena semua benda diatas suhu o K meradiasikan panas, maka basis untuk melakukan
penghitungan perpindahan panas secara radiasi adalah menggunakan suhu mutlak ( Kelvin).
Besarnya panas yang diradiasikan oleh suatu benda dirumuskan melalui hukum Stean!
Bolt"mann.
dimana # adalah luas permukaan radiasi, $s adalah suhu mutlak permukaan benda yang
mengemisikan panas secara radiasi. Konstanta Stean!Bolt"mann dinyatakan dengan huruyunani sigma dan besarnya adalah%
Sementara
adalah emisivitas permukaan (emissivity) yang nilai nya bervariasi antara 0 hingga &.
Benda dengan emisivitas & disebut dengan black body. Sementara emisivitas dari beberapamaterial pada suhu '00 K dapat dilihat pada tabel berikut.
https://nurulimantmunib.wordpress.com/2011/09/12/perpindahan-panas-radiasi/https://nurulimantmunib.wordpress.com/2011/09/12/perpindahan-panas-radiasi/ -
7/24/2019 konduksi, radiasi, dan konveksi
2/6
$abel misivitas Beberapa aterial
Selisih antara laju perpindahan panas radiasi antara dua benda adalah menjadi ukuran untuk
menentukan laju perpindahan panas radiasi dari kedua benda tersebut. *amun, harus kita
ketahui, bah+a dari seluruh energi panas yang diradiasikan oleh suatu benda, tidak seluruhnyaakan diterima oleh benda peneria radiasi. ni tergantung pada nilai absorsivitas dari benda
penerima tersebut. Benda blackbody, tidak hanya dapat mengirimkan seluruhnya energi panas
yang diradiasikan, namun juga dapat menerima seluruh energi yang dipancarkan kepadanya.
Pada kasus khusus, dimana sebuah benda (surace, s) dengan luas permukaan yang relati kecildibandingkan permukaan benda yang mengelilinginya (surrounding, surr), laju perpindahan
panas radiasi dapat dirumuskan dengan%
-ontoh soal
-
7/24/2019 konduksi, radiasi, dan konveksi
3/6
Seorang anak yang tidak berpakaian sedang berada dalam sebuah kamar. uas permukaan tubuh
anak tersebut / m, suhu kulitnya / '0 o- dan emisivitasnya / 0,1. 2ika suhu kamar / 0 o-,
berapakah laju kalor yang hilang setiap detik dari tubuh anak 32a+aban %
Suhu anak ($&) / '0 o- 4 5',&6 / '0',&6 K
Suhu kamar ($) / 0 o- 4 5',&6 / 7',&6 Kmisivitas (e) / 0,1
uas tubuh (#) / m
Konstanta Stean!Bolt"mann / 6,85 9 &0!1 :;m.Kitunglah jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda itu setiap detiknya
jika diketahui koeisien konveksi benda / h / 5,& 2 ; s.m.K.2a+ab%
$benda / ''? $ruang / 7
# / &,6 m? h / 5,& 2 ; s.m.K
@$ / ''! 7/ / h.#.@$ /(5,&) (&,6) (
-
7/24/2019 konduksi, radiasi, dan konveksi
5/6
dengan luas permukaan tegak lurus arah perpindahan panas dan berbanding terbalik dengan
ketebalan lapisan. ni dinyatakan dengan%
dimana k adalah koeisien perpindahan panas konduksi atau konduktivitas panas (thermal
conductivity) dari material tersebut.
Persamaan ini dikenal dengan hukum =ourier untuk laju perpindahan panas konduksi.
Antuk tebal lapisan mendekati 0, persamaan diatas dapat ditulis kembali menjadi%
Panas dikonduksikan dari tempat yang suhunya tinggi ke tempat yang suhunya rendah. Sebagai
akibatnya gradien suhu (dT/dx)kearah 9 positi menjadi negati. engan adanya tanda negati
pada persamaan diatas akan menyebabkan nilai laju perpindahan panas dari suhu tinggi ke suhurendah ini akan menjadi positi.
Sebagai contoh, bila suhu bervariasi secara linear pada suatu benda dengan ketebalan L, dimanasuhu T1CT2, maka akan terjadi perpindahan panas dari permukaan dengan suhu T1ke arah
permukaan dengan suhu T2.
Dradien suhu menjadi %
aju perpindahan panas dalam arah 9 positimenjadi%
-
7/24/2019 konduksi, radiasi, dan konveksi
6/6
-ontoh soal
Sebuah keping besi dengan tebal cm dan luas penampang 6000 cm. Sisi yang satu bersuhu
&60dan yang lain bersuhu &