pendahuluan: konduksi,konveksi,radiasi · pdf filemekanisme perpindahan panas pada zat padat...

PENDAHULUAN: KONDUKSI,KONVEKSI,RADIASIPENDAHULUAN: KONDUKSI,KONVEKSI,RADIASIPENDAHULUAN: KONDUKSI,KONVEKSI,RADIASIPENDAHULUAN: KONDUKSI,KONVEKSI,RADIASI

1Asistensi:Perpindahan Panas dan Massa JurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada

PERPINDAHAN PANAS

� Proses dimana energi (dalam bentuk panas) dipertukarkandiantara benda-benda atau bagian dari benda yang sama karenaadanya perbedaan temperatur

Mekanisme:

Asistensi:Perpindahan Panas dan MassaJurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada2

� Mekanisme:

1. Konduksi

2. Konveksi

3. Radiasi

I. Konduksi:

Mekanisme perpindahan panas pada zat padat atau fluidastasioner.a. Ada mediumb. Medium tidak ikut berpindahc. Driving force : beda temperatur


Persamaan Konduksi (Hukum Fourier-1822)(Jean Baptiste Joseph Fourier 1768-1830)

“Laju perpindahan panas konduksi pada suatu plat sebanding dengan beda temperaturdiantara dua sisi plat dan luasab perpindahan panas,tetapi berbanding terbalik dengantebal plat”


Konduktivitas termal (k):ukuran seberapacepat panas di”konduksikan”pd suatu material

Konduksi (Contoh Soal)

Pada saat musim dingin, temperatur permukaansebelah dalam dan luar suatu jendela kaca dengan luas2m x 2m dan tebalnya 0,5cm adl 10ºC dan 3ºC (dijagakonstan). Jika diketahui besarnya konduktivitas termalkaca 0,78 W/m.

5

Tentukan besarnya PP (Heat loss),dalam kJ,yg melaluijendela kaca tersebut selama 5 jam. (Cengel 1-63).

Asistensi:Perpindahan Panas dan Massa JurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada

PROBLEM-SOLVING TECHNIQUE

� Step 1 : Problem statement� Step 2 : Schematic� Step 3 : Assumptions

Step 4 : Physical laws

6

� Step 4 : Physical laws� Step 5 : Properties� Step 6 : Calculations� Step 7 : Reasoning,Verification,Discussion


Penyelesaian:

� Step 1 : Problem statementTemperatur permukaan dalam dan luar jendela kaca diketahui dan dijaga konstan. Ingin diketahui berapa panas yang ditransfer dalam waktu 5 jam

� Step 2 : Schematic

� Step 3 : Assumptionsa. Steady state operation b. Constant thermal properties

Glass

3°C10°C

7

a. Steady state operation b. Constant thermal properties

� Step 4 : PropertiesKonduktivitas termal, k = 0,78 W/m

� Step 5 : Calculations


3°C10°C

0.5 cm

W 4368m0.005

C3)(10)m 2C)(2W/m (0.78 2 =

°−×°⋅=∆=

L

TkAQcond

&

kJ 78,620=×=∆= s) 3600kJ/s)(5 (4.368tQQ cond&

Latihan� Suatu kontainer berbentuk bola berongga yg terbuat dari besidengan diameter luar 20 cm,tebalnya 0,4 cm diisi dengan esbersuhu 0ºC. Jika suhu temperatur permukaan luar tsb5ºC,hitunglah laju heat loss dari kontainer tsb,dan lajupencairan es jika diketahui kalor latennya 333,7 kJ/kg.

Asistensi:Perpindahan Panas dan Massa JurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada8

pencairan es jika diketahui kalor latennya 333,7 kJ/kg.

2. Konveksi� Mekanisme PP antara permukaan benda padat dan fluida (cairan

atau gas) yang bergerak.

a. Ada medium

b. Medium ikut berpindah

c. Driving force : beda temperatur


Newton’s law of cooling:

Konveksi (contoh soal)� Udara panas dengan suhu 80ºC dialirkan pada permukaan suatu

plat datar berukuran 2m x 4m dg suhu 30ºC. Jika rerata besarnyakoefisien konveksi 55 W/m²ºC. Tentukan laju PP dari udara ke plat (dalam kW)


3. Radiasi� Mekanisme PP melalui gelombang elektromagnetik sebagai hasil

dari perubahan konfigurasi elektron dalam atom atau molekul.

� Tidak memerlukan medium


� Benda Hitam :merupakan benda ideal, dimana bendadapat mengemisikan energi radiasi secaramaksimum, dan dapat mengabsorbsi energi radiasiyang mengenainya secara maksimum juga.

� Hukum Stefan-Bolztman

� Hukum Kirchoff

Asistensi:Perpindahan Panas dan Massa JurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada12

� Hukum Kirchoff

pendahuluan: konduksi,konveksi,radiasi · pdf filemekanisme perpindahan panas pada zat padat...

Documents