Model Cooperative Learning tipe STAD berbasis Web

21

1) Perpindahan Kalor

Kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang

suhunya rendah. Ada tiga cara perpindahan kalor: 1) Konduksi (hantaran), 2)

Konveksi (aliran), dan 3) Radiasi (pancaran).

Konduksi. Perpindahan kalor dari bagian sendok yang terendam dalam

air panas ke ujung sendok yang Anda pegang tanpa disertai perpindahan

partikel disebut konduksi atau hantaran. Konduksi dapat terjadi pada zat

padat, zat cair, dan zat gas.

Ada dua macam proses konduksi, yaitu konduksi logam dan konduksi

non logam.

Dalam zat non logam, partikel-partikel yang dipanaskan bergetar lebih

cepat hingga energi kinetik patikel-partikel itu makin besar. Partikel-partikel

ini kemudian memberikan sebagian energi kinetiknya ke partikel-partikel

terdekatnya melalui tumbukan. Demikian seterusnya hingga kalor mencapai

bagian ujung benda yang dingin (tidak dipanasi). Proses konduksi seperti ini

berlangsung lambat karena untk memindahkan lebih banyak kalor diperlukan

beda suhu yang tinggi di antara kedua ujung.

Dalam zat logam, kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebas

yang terdapat dalam struktur atom logam. Di tempat yang dipanaskan, energi

elektron-elektron bertambah besar. Oleh karena elektron bebas mudah

berpindah, maka pertambahan energi ini dengan cepat diberikan ke elektron-

elektron lain yang letaknya lebih jauh melalui tumbukan. Dengan cara ini,

kalor berpindah lebih cepat.

Zat yang mudah menghantarkan kalor disebut konduktor,contohnya

logam. Zat yang sulit menghantarkan kalor disebut isolator, contohnya kayu

dan plastik.

Laju kalor konduksi. Laju perpindahan kalor secara konduksi / (J s-

1 = W) adalah sebanding dengan luas permukaan (m2), sebanding dengan

beda suhu antara kedua ujung (K atau oC), dan berbanding terbalik dengan

ketebalan dinding (m). Secara matematis ditulis:

=

=

Model Cooperative Learning tipe STAD berbasis Web

22

dimana = 1 2, dan adalah konduktivitas termal suatu zat (W

m-1

K-1

).

Konveksi. Ketika air pada bagian (lihat Gambar 3) dipanasi, massa

jenis air pada menjadi lebih kecil, sehingga air bergerak naik ke atas.

Tempatnya digantikan oleh air dingin pada bagian yang memiliki massa

jenis lebih besar. Proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian

fluida yang lainnya oleh pergerakan fluida itu sendiri akibat perbedaan massa

jenis disebut konveksi atau aliran. Konveksi hanya terjadi pada zat yang

mengalir (fluida), yaitu zat cair dan zat gas.

Gambar 3. Konveksi dalam zat cair

Laju kalor konveksi. Laju perpindahan kalor secara konveksi,/ (J s-

1=W) adalah sebanding dengan luas permukaan (m2) yang bersentuhan

dengan fluida, dan beda suhu (K) antara benda dan fluida. Secara

matematis ditulis:

=

=

dengan adalah koefisien konveksi (W m-2K-1), yang diperoleh secara

percobaan, misalnya tubuh manusia memiliki = 7,1 Wm2K1.

Radiasi atau pancaran adalah perpindahan kalor dalam bentuk

gelombang elektromagnetik. Karena kalor dibawa dalam bentuk gelombang

elektromagnetik, maka radiasi tidak memerlukan medium. Dengan kata lain,

radiasi kalor dapat melalui ruang hampa (vakum). Sebagai contoh, radiasi

kalor dari Matahari melalui ruang hampa hingga sampai ke Bumi.

A

B

Api

Panci

logam

Model Cooperative Learning tipe STAD berbasis Web

23

Makin baik suatu benda menyerap radiasi kalor, makin baik pula benda

itu memancarkan radiasi kalor. Penyerap radiasi sempurna disebut benda

hitam. Permukaan yang hitam kusam adalah penyerap dan pemancar radiasi

kalor yang sangat baik, sedangkan permukaan putih mengkilat adalah

penyerap dan pemancar kalor yang sangat buruk.

Laju kalor radiasi. Laju kalor radiasi / (J s-1=W), yang dipancarkan

oleh suatu benda yang suhu mutlaknya lebih besar dari 0 K, adalah sebanding

dengan luas permukaannya (m2), dan sebanding dengan pangkat empat suhu

mutlaknya 4. Secara matematis ditulis:

=

= 4