Di pelajaran sekolah, kamu pasti sudah mengenal apa itu perpindahan panas atau perpindahan kalor. Tetapi, apa kamu tahu apa saja jenis-jenis perpindahan panas itu? Mari simak artikel berikut untuk penjelasan dan contoh secara lengkap!
Daftar ISI
Apa Itu Kalor?
Sebelum mengenal ke jenis-jenis perpindahan panas atau kalor, alangkah baiknya untuk mengulas kembali ingatanmu tentang pengertian kalor.
Apa itu kalor? Kalor merupakan perpindahan energi panas dari benda dengan suhu yang lebih tinggi ke benda dengan suhu yang lebih rendah. Kalor memiliki satuan internasional Joule dan dilambangkan dengan simbol huruf Q.
Selain itu, kalor juga dinyatakan dengan satuan kalori (kal), di mana 1 kal setara dengan 4,2 Joule. Sedangkan 1 Joule sendiri setara dengan 0,24 kal.
Apakah kamu tahu? Kalor memiliki kemampuan untuk berpindah dari benda dengan suhu tinggi ke benda dengan suhu rendah. Namun, tidak semua benda memiliki kemampuan yang sama dalam menghantarkan panas. Maka dari itu, aa benda yang bersifat konduktor dan ada pula yang isolator.
Benda Isolator vs. Benda Konduktor
Jika kamu mengamati lingkungan sekitarmu, terdapat dua jenis klasifikasi benda, di antaranya adalah benda isolator dan benda konduktor. Apa perbedaan keduanya?
Benda isolator adalah benda yang mempunyai kemampuan yang kurang baik dalam menghantarkan panas. Sedangkan, benda konduktor adalah benda yang mempunyai kemampuan yang baik dalam menghantarkan panas.
Contoh benda isolator, seperti kain, plastik, kayu, karet, ban, dan kertas. Sedangkan contoh benda konduktor, seperti air, timah, tembaga, besi dan alumunium.
Jenis-Jenis Perpindahan Panas atau Kalor
Sebelumnya, kamu sudah mengetahui pengertian kalor dan besaran internasionalnya. Sekarang, kamu akan mengenal apa saja jenis perpindahan panas atau perpindahan kalor yang bisa kamu temukan di lingkungan sekitarmu.
Pada umumnya, perpindahan panas atau kalor meliputi 3 jenis, yaitu konveksi, konduksi, dan radiasi. Untuk mempelajari penjelasan dan contoh penerapan yang lebih lengkap, simak penjelasan berikut ini.
1. Konveksi
Jenis perpindahan panas yang pertama adalah konveksi. Konveksi merupakan proses perpindahan panas yang terjadi karena adanya pergerakan massa fluida, seperti cairan atau gas.
Perpindahan ini terjadi karena ada perbedaan suhu yang menyebabkan terjadinya perubahan pada densitas fluida, sehingga menghasilkan aliran konvektif yang membawa kalor dari satu tempat ke tempat yang lain.
Contoh perpindahan panas konveksi, seperti pemanasan udara di permukaan bumi yang menyebabkan udara hangat menjadi naik dan lebih ringan. Kemudian udara dingin mengalir masuk menggantikannya untuk menciptakan pergerakan konvektif yang menghasilkan angin.
Contoh konveksi lainnya adalah ketika kamu sedang memanaskan air di dalam panci. Perpindahan konveksi yang terjadi ini menyebabkan air dengan suhu lebih hangat di bagian bawah panci naik ke atas. Sedangkan, air yang lebih dingin mengalir ke bawah untuk menggantikannya. Proses inilah yang membentuk aliran konvektif dalam air.
Adapun persamaan laju konveksi adalah:
Keterangan:
Q = kalor (J atau kal);
t = waktu (s);
h = koefisien konveksi (W/m2K atau W/m20C);
A = luas penampang (m2);
Δt = perbedaan suhu (K atau ֯C).
2. Konduksi
Perpindahan panas yang kedua adalah konduksi. Konduksi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi karena kalor berpindah langsung dari partikel ke partikel dalam sebuah benda yang berdekatan.
Proses perpindahan ini terjadi tanpa adanya perpindahan massa. Konduksi biasanya terjadi pada benda padat, di mana partikel-partikelnya terikat kuat dan rapat.
Contoh perpindahan panas konduksi adalah ketika kamu sedang memasak makanan dalam teflon. Lalu, panas dari api kompor akan berpindah melalui dinding teflon dan memanaskan makanan yang ada di dalamnya.
Contoh konduksi lainnya adalah ketika kamu menempatkan ujung sendok logam yang panas ke dalam cangkir es krim. Panas akan berpindah dari sendok logam ke eskrim, sehingga es krim meleleh di sekitar area kontak.
Adapun persamaan laju konduksi adalah sebagai berikut:
Keterangan:
Q = kalor (J atau kal);
t = waktu (s);
k = konduktivitas termal (W/mK atau W/mÖ¯C);
A = luas penampang (m2);
Δt = perbedaan suhu (K atau ֯C);
L = panjang benda (m).
3. Radiasi
Jenis-jenis perpindahan panas yang ketiga adalah radiasi. Radiasi adalah proses perpindahan panas tanpa memerlukan medium untuk menghantarkan panas.
Proses perpindahan panas ini terjadi dalam gelombang elektromagnetik, seperti sinar inframerah yang bisa mencapai objek tanpa adanya kontak fisik. Selain itu, radiasi merupakan salah satu cara matahari menghantarkan panasnya ke Bumi.
Contoh perpindahan radiasi adalah ketika kamu berdiri di sekitar area api unggun, kamu akan merasakan panas dari api unggun tanpa harus menyentuhnya secara langsung. Hal ini terjadi karena panas api unggun berpindah ke tubuhmu melalui radiasi.
Sama halnya dengan matahari yang menghantarkan panasnya ke Bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang mencapai atmosfer Bumi dan memanaskan permukaannya.
Adapun persamaan laju radiasi adalah:
Keterangan:
Q = kalor (J atau kal);
t = waktu (s);
e = koefisien emisivitas (0 ≤ e ≤ 1);
A = luas penampang (m2);
σ = perbedaan suhu (K atau ֯C);
T = suhu mutlak (K).
Penerapan Perpindahan Panas dalam Kehidupan Sehari-hari
Setelah kamu mengetahui jenis-jenis perpindahan panas, coba kamu amati lingkungan sekitarmu, apakah kamu menemukan contoh penerapan perpindahan panas?
Berikut adalah contoh penerapan perpndahan panas dalam kehidupan sehari-hari.
1. Sistem Pemanasan Rumah
Penerapan yang paling mudah kamu temukan adalah benda-benda rumah tangga yang ada di dalam rumahmu. Pasti kamu mempunyai peralatan-peralatan rumah tangga, seperti kompor, setrika, atau pemanas lainnya yang kalor yang dihasilkan dari alat tersebut didistribusikan melalui konveksi menggunakan air panas atau aliran udara dalam sistem pemanas sentral.
2. Kulkas dan Pendingin Ruangan (AC)
Selain peralatan-peralatan rumah tangga di atas, kulkas dan pendingin ruangan (AC) juga menggunakan perpindahan konveksi dan konduksi untuk menghilangkan panas. Sama halnya dengan pendingin ruangan dengan menggunakan prinsip mengeluarkan panas dari dalam ruangan ke luar.
3. Termos
Siapa yang tidak tahu termos? Termos adalah benda yang cukup sering digunakan untuk menjaga minuman tetap hangat dalam jangka waktu yang lama. Hal ini terjadi karena adanya perpindahan konveksi dan konduksi.
Termos dirancang dengan lapisan yang dapat mengurangi perpindahan panas melalui konveksi dan konduksi.
4. Pemanasan Global
Fenomena pemanasan global atau global warming merupakan salah satu isu besar internasional yang sedang terjadi saat ini. Pemanasan global adalah peningkatan suhu rata-rata permukaan Bumi dalam jangka waktu yang cukup lama.
Fenomena ini terjadi karena aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil, deforestasi, dan aktivitas industri yang menyebabkan gas rumah kaca (GRK) yang terjebak di atmosfer.
Pemanasan global ini terjadi karena adanya perpindahan panas radiasi dari matahari ke permukaan Bumi.
Kesimpulan
Kamu telah mempelajari jenis-jenis perpindahan panas, mulai dari konveksi, konduksi, dan radiasi yang dilengkapi dengan contoh-contohnya. Penerapan jenis perpindahan panas ini sangat relevan dalam berbagai aspek kehidupan, mulai dari sistem pemanasan dan pendinginan.
Dengan memahami mekanisme perpindahan panas dapat membantu kamu memahami alam semesta dan fenomena-fenomena yang terjadi di sekitarmu. Selain itu, melalui pembelajaran ini, kamu sadar bahwa peran perpindahan panas ini sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup di Bumi.
Semoga kita dapat lebih bijaksana dalam menggunakan energi panas untuk melestarikan lingkungan demi meningkatkan kesejahteraan dan kenyamanan hidup di Bumi yang terus berkembang.
