Perpindahan Kalor secara Radiasi

Radiasi, kata-kata yang terdengar tak asing di telinga manusia pada umumnya. Setelah mendengar kata-kata itu, apa hal pertama yang anda pikirkan? Apakah hangatnya sinar matahari? Panasnya saat kita berada di dekat nyala api? Pernahkah anda berpikir mengapa hal itu bisa terjadi padahal sumber panas itu terletak sangat jauh dari posisi kita? Oleh karena itu dalam materi ini kita akan membahas mengenai radiasi yang merupakan akibat dari apa yang kita rasakan.

Radiasi dalam fisika didefinisikan sebagai perpindahan energy kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada radiasi energy berpindah dengan cara merambat tanpa memerlukan medium (zat perantara). Pada matahari energy yang dipancarkan akan merambat dengan radiasi hingga ke permukaan bumi. Hal ini bisa terjadi karena antara matahari dan permukaan bumi terdapat jarak sekitar 100 - 200 km dengan ruang vakum (hampa udara) yang berarti tidak ada satu pun perantara di antara permukaan bumi dan matahari dan satu - satunya cara untuk menghantarkan energy itu adalah dengan cara radiasi. 

Pada fenomena kita merasakan panasnya api saat didekat nyala api sebenarnya bukan disebabkan oleh udara yang kepanasan akibat nyala api. Biasanya udara yang kepanasan memuai sehingga massa jenisnya berkurang. Akibatnya, udara yang massa jenisnya berkurang tadi meluncur ke atas, hal ini mirip dengan fenomena keluarnya asap dari cerobong. Dan mengapa kita merasakan hangat atau bahkan kepanasan saat berada didekat nyala api karena kalor berpindah dengan cara radiasi dari nyala api (suhu lebih tinggi) menuju tubuh kita (suhu yang lebih rendah). Dengan ini kita dapat merasakan panas akibat adanya energy panas yang berpindah dengan cara radiasi dari nyala api menuju tubuh.

Perpindahan kalor dengan cara radiasi berbeda dengan cara konveksi dan konduksi yang mana konduksi dan konveksi menyalurkan kalor dengan cara sentuhan sedangkan radiasi tanpa menggunakan sentuhan sudah dapat menganhantarkan kalor dengan baik. Dalam pembuatan rumah kaca juga menggunakan konsep radiasi. Energy dihantarkan melalui gelombang elektromagnetik , kemudian di dalam rumah kaca energy tersebut menjadi panas, karena energy panas tidak dapat menembus kaca, maka energy panas akan terkurung di dalamnya. Hal ini lah yang menyebabkan rumah kaca menjadi hangat setiap saat. Contoh lain di dalam kehidupan sehari-hari adalah penggunaan tungku api di dalam ruangan (perapian) merupakan salah satu alat yang didesain dengan type radiasi. 

Back ^*^ 

HOME ^~^ 

Perpindahan Kalor secara Konveksi

Perpindahan panas/kalor yang terjadi karena perpindahan fluida (zat cair atau gas) yang menerima kalor disebut konveksi. Konveksi juga merupakan proses dimana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain. Sementara konduksi melibatkan molekul (dan/atau elektron) yang hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar. Perpindahan fluida pada konveksi ada yang terjadi secara alamiah, ada yang terjadi karena dialirkan (perpindahan "paksa"). Konveksi alamiah terjadi dengan sendirinya. Misalnya, konveksi pada saat memasak air. Aliran ini terjadi karena massa jenis air mengecil. Karena itu bagian zat cair ini naik dan digantikan oleh zat cair yang massa jenisnya lebih besar. Arus zat alir yang terjadi karena konveksi disebut arus konveksi. Zat cair maupun gas umumnya bukan merupakan penghantar kalor yang sangat baik, namun dapat mentransfer kalor cukup cepat dengan konveksi. Proses pentransferan kalor adalah melalui pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain.

  

 

Contoh konveksi alami dalam keseharian lainnya yaitu konveksi udara pada sistem ventilasi rumah. Udara panas dalam rumah bergerak ke atas dan keluar melalui ventilasi. Tempat udara panas tadi digantikan oleh udara dingin yang masuk melalui ventilasi. Oleh karena arus konveksi ini, maka suhu udara di dalam rumah terasa lebih nyaman. Penerapan konveksi paksa misalnya dalam teknik aliran fluida diadakan dengan sengaja, yaitu dengan mengalirkan fluida yang sudah panas ke tempat yang dituju. Misalnya, pada pendinginan kendaraan bermotor, kalor yang timbul pada pembakaran bahan bakar dipindahkan ke tempat lain dengan menghembuskan udara ke bagian yang panas. Demikian pula, pada kasus tungku dengan udara yang dipaksa, di mana udara dipanaskan dan kemudian ditiup oleh kipas angin ke dalam ruangan.

Bila kita biarkan secangkir teh panas beberapa lama di atas meja, suhu teh itu turun. Turunnya suhu teh itu sebagian disebabkan kalor dipindahkan oleh udara di sekitar cangkir melalui konveksi alamiah, sebagian oleh radiasi. Untuk menghangatkan tubuh di musim dingin atau di malam hari banyak orang suka meminum air hangat. Pada peristiwa ini transfer panas dilakukan dengan cara konveksi, yaitu air yang hangat tersebut mengalir ke lambung sehingga temperatur di lambung menjadi naik. Artinya, massa materi air yang hangat tersebut membawa energi panas ke dalam tubuh. Pembawaan energi panas dengan cara konveksi lebih cepat daripada dengan cara konduksi.

Satu proses penting yang melibatkan konveksi adalah sirkulasi aliran darah di dalam tubuh. Darah, di dalam tubuh, juga berperan mendistribusi energi panas ke seluruh tubuh secara merata. Panas yang berlebihan di dalam tubuh akan dibuang dibawa ke permukaan kulit melalui sirkulasi aliran darah. Pada saat panas tubuh berlebihan di dalam tubuh, maka laju aliran darah dari dalam tubuh menuju ke kulit akan meningkat. Sesampainya di permukaan kulit, energi panas tersebut akan diserap oleh udara luar melalui proses konduksi, yaitu: kontak antara kulit dan udara luar.

Pada saat panas di dalam tubuh mulai berkurang, misalnya saat anda kedinginan setelah mandi, maka aliran darah ke permukaan kulit dikurangi secara drastis agar energi panas yang tersisa di dalam tubuh tidak mengalir ke luar tubuh. Pada saat aliran darah ke permukaan kulit ini dikurangi secara drastis, maka kulit kelihatannya akan keriput. Kulit akan mengurangi luas permukaan kontaknya dengan udara luar, jadilah ia keriput saat kedinginan.

Pada saat anda berkeringat karena lingkungan yang panas, energi panas yang dihasilkan oleh tubuh anda akan diserap oleh air keringat dan energi panas itu akan digunakan untuk mengubah fasenya dari cair menjadi uap. Uap tersebut akan meninggalkan tubuh dan pergi ke udara lingkungan. Pada peristiwa ini juga terjadi proses konveksi dimana uap air membawa panas tubuh kita. Proses penghantaran energi panas dari dalam tubuh ke permukaaan adalah konveksi dengan menggunakan massa darah, sementara dari permukaan kulit ke udara luar adalah juga konveksi dengan menggunkan material uap air keringat melalui pengubahan fase air dari keringat menjadi uap.

Proses konveksi juga dilakukan pada peralatan pendingin ruangan seperti air conditioner (AC). Massa udara yang telah didinginkan di dalam mesin AC di hembuskan ke ruangan sehingga temperature ruangan menjadi menurun. Untuk menurunkan temperatur tubuh yang tinggi, umumnya juga dilakukan dengan cara konveksi yaitu dengan mengoleskan alkohol ke seluruh permukaan kulit. Alkohol akan menyerap energi panas tubuh dan energi panas itu digunakan untuk mengubah fase cair alkohol menjadi uap dan menguapkan alkohol ke udara luar. Sebaliknya jika ada pasien yang merasa kedinginan sebaiknya diberi pakaian yang tebal yang terbuat dari bahan yang nilainya rendah. Atau pasien dimasukkan ke ruangan yang telah dilengkapi dengan alat penghangat. 

 Back ^*^

HOME ^~^ 

Perpindahan Kalor secara Konduksi

Ketika membakar ujung besi dan ujung besi lainnya kamu pegang, setelah beberapa lama ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan terasa semakin panas. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa perpindahan dari ujung besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu pegang. Di mana molekul-molekul besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Perpindahan kalor seperti ini dinamakan perpindahan kalor secara hantaran atau konduksi. Apakah setiap zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi? Ambillah sepotong kayu, kemudian ujung yang satu dipanaskan sedang ujung kayu yang lainnya kamu pegang. Apakah ujung yang kamu pegang terasa panas? Ternyata ujung kayu tidak panas. Hal ini berarti bahwa pada kayu tidak terjadi perpindahan kalor secara konduksi. 

Perpindahan kalor secara kontak langsung tersebut yang terjadi dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah dikenal dengan konduksi. Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, seperti besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam).

Berdasarkan kemampuan zat menghantarkan kalor, zat dibagai atas dua golongan besar, yaitu konduktor dan isolator. Konduktor ialah zat yang mudah menghantarkan kalor. Isolator ialah zat yang sukar menghantarkan kalor. Pemanfaatan konduktor dan isolator dalam keseharian seperti halnya kita memasak makanan tanpa perlu nyala api bersentuhan langsung dengan makanan. Untuk itu kita gunakan panci yang terbuat dari aluminium (konduktor) untuk menghantarkan kalor dari api ke bahan makanan atau air yang dimasak. Agar kita dapat memegang gagang panci tanpa merasa panas karena konduksi, maka gagang panci biasanya dibuat dari kayu atau plastik (isolator). 

Back ^*^ 

HOME ^~^ 

Perpindahan Kalor

Anda telah mempelajari bahwa kalor merupakan energi yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Pada waktu memasak air, kalor berpindah dari api ke panci lalu ke air. Pada waktu menyetrika, kalor berpindah dari setrika ke pakaian. Demikian juga pada waktu berjemur, badan Anda terasa hangat karena kalor berpindah dari matahari ke badan Anda. Ada tiga cara kalor berpindah dari satu benda ke benda yang lain, yaitu konduksi, kenveksi, dan radiasi.

Perpindahan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari (Menyetrika dan Berjemur di bawah Sinar Matahari)

Animasi Fisika (Perambatan Kalor)

Materi :
Konduksi
Konveksi
Radiasi

 
 Download : 
                    Animasi Fisika (Perambatan Kalor) Download Disini

          Klik link di bawah ini untuk mengetahui cara kalor berpindah dari satu benda ke benda yang lain.

Perpindahan Kalor secara Konduksi

Perpindahan kalor secara Konveksi

Perpindahan Kalor secara Radiasi

HOME^~^