per pan plane wall

PENDAHULUAN: KONDUKSI,KONVEKSI,RADIASI

1

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

PERPINDAHAN PANASProses dimana energi (dalam bentuk panas) dipertukarkan diantara benda-benda atau bagian dari benda yang sama karena adanya perbedaan temperatur Mekanisme: 1. Konduksi 2. Konveksi 3. Radiasi

2


I.

Konduksi:

Mekanisme perpindahan panas pada zat padat atau fluida stasioner. a. Ada medium b. Medium tidak ikut berpindah c. Driving force : beda temperatur

3


Persamaan Konduksi (Hukum Fourier-1822)(Jean Baptiste Joseph Fourier 1768-1830) Laju perpindahan panas konduksi pada suatu plat sebanding dengan beda temperatur diantara dua sisi plat dan luasab perpindahan panas,tetapi berbanding terbalik dengan tebal plat

Konduktivitas termal (k):ukuran seberapa cepat panas dikonduksikanpd suatu material

4


Konduksi (Contoh Soal)Pada saat musim dingin, temperatur permukaan sebelah dalam dan luar suatu jendela kaca dengan luas 2m x 2m dan tebalnya 0,5cm adl 10C dan 3C (dijaga konstan). Jika diketahui besarnya konduktivitas termal kaca 0,78 W/m. Tentukan besarnya PP (Heat loss),dalam kJ,yg melalui jendela kaca tersebut selama 5 jam. (Cengel 1-63).

5


PROBLEM-SOLVING TECHNIQUE

Step 1 : Problem statement Step 2 : Schematic Step 3 : Assumptions Step 4 : Physical laws Step 5 : Properties Step 6 : Calculations Step 7 : Reasoning,Verification,Discussion

6


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 Glass

Step 2 : Schematic Step 3 : Assumptionsa.

Steady state operation b. Constant thermal properties

10C

3C0.5 cm

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

Step 5 : Calculations(10 3)C T & Qcond = kA = (0.78 W/m C)(2 2 m 2 ) = 4368 W L 0.005m

& Q = Qcond t = (4.368 kJ/s)(5 3600 s) = 78,620 kJAsistensi:Perpindahan Panas dan Massa JurusanTeknik Fisika-Universitas Gadjah Mada

7

LatihanSuatu kontainer berbentuk bola berongga yg terbuat dari besi dengan diameter luar 20 cm,tebalnya 0,4 cm diisi dengan es bersuhu 0C. Jika suhu temperatur permukaan luar tsb 5C,hitunglah laju heat loss dari kontainer tsb,dan laju pencairan es jika diketahui kalor latennya 333,7 kJ/kg.

8


2. KonveksiMekanisme PP antara permukaan benda padat dan fluida (cairan atau gas) yang bergerak. a. Ada medium b. Medium ikut berpindah c. Driving force : beda temperatur

Newtons law of cooling:

9


Konveksi (contoh soal)Udara panas dengan suhu 80C dialirkan pada permukaan suatu plat datar berukuran 2m x 4m dg suhu 30C. Jika rerata besarnya koefisien konveksi 55 W/mC. Tentukan laju PP dari udara ke plat (dalam kW)

10


3. RadiasiMekanisme PP melalui gelombang elektromagnetik sebagai hasil dari perubahan konfigurasi elektron dalam atom atau molekul. Tidak memerlukan medium

11


Benda Hitam :merupakan benda ideal, dimana benda dapat mengemisikan energi radiasi secara maksimum, dan dapat mengabsorbsi energi radiasi yang mengenainya secara maksimum juga. Hukum Stefan-Bolztman

Hukum Kirchoff

12


per pan plane wall

Documents