Perpindahan Kalor Secara Konduksi, Konveksi dan Radiasi
Sebuah ketel berisi air
dingin yang diletakkan di atas api, maka suhu air tersebut akan naik. Hal ini
menunjukkan bahwa terdapat energi (kalor) yang mengalir dari api ke air yang
dingin tersebut.
Ketika dua benda dengan
suhu berbeda saling bersentuhan, maka kalor pun mengalir seketika dari benda
bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Aliran kalor ini terjadi selalu
dalam arah yang cenderung menyamakan suhu antara kedua benda.
Jika kedua benda beda suhu bersentuhan cukup lama, maka suhu keduanya pun akan menjadi sama. Kondisi dimana kedua benda pada kondisi suhu yang sama ini disebut sebagai keadaan setimbang termal, yang berarti tidak ada lagi kalor yang mengalir di antara keduanya.
Contoh sederhana dapat dilihat pada termometer tubuh yang ketika pertama kali dimasukkan ke mulut pasien, maka kalor mengalir dari mulut pasien ke termometer, ketika pembacaan suhu berhenti naik, maka termometer setimbang dengan suhu tubuh orang tersebut.
Ya, kalor merupakan salah satu bentuk energi yang sangat akrab dengan kehidupan manusia. Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu sistem ke sistem yang lain akibat adanya perbedaan suhu. Sebaliknya, ketika terdapat perbedaan suhu antara dua sistem, maka akan terjadi perpindahan kalor.
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu. Perpindahan kalor dari satu benda ke benda yang lain fapat dilakukan dengan tiga cara yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Berikut
ini adalah penjelasan dari tiga cara perpindahan kalor
1.
Perpindahan Kalor Secara Konduksi (Hantaran)
Perpindahan kalor secara
konduksi atau secara hantaran kalor pada banyak materi dapat digambarkan
sebagai hasil tumbukan molekul - molekul. Ketika suatu ujung benda dipanaskan, maka
molekul-molekul dalam benda tersebut bergerak lebih cepat. Molekul ini kemudian
mentransfer sebagian energi ke molekul-molekul lain, yang kemudian lajunya bertambah.
Energi gerak termal yang ditransfer oleh tumbukan molekul sepanjang benda inilah yang mengakibatkan terjadinya konduksi. Konduksi merupakan cara perpindahan kalor melalui suatu benda yang tidak disertai perpindahan benda tersebut, melainkan hanya molekul di dalamnya saja yang bertumbukan tanpa berpindah. Konduksi atau hantaran kalor hanya terjadi ketika ada perbedaan suhu.
Contoh perpindahan kalor secara konduksi
Ketika sebatang logam salah
satu ujungnya dipanaskan, maka beberapa saat kemudian, satu ujung yang lain akan
ikut panas meskipun tidak bersentuhan dengan api.
Contoh lain, ketika sebuah sendok logam dicelupkan dalam secangkir kopi yang panas, maka beberapa saat kemudian, ujung pegangan sendok juga menjadi panas. Hal ini menunjukkan bahwa kalor dihantarkan dari ujung yang panas ke ujung lain yang lebih dingin.
2.
Perpindahan Kalor Secara Konveksi (Aliran)
Perpindahan kalor secara
konveksi atau aliran kalr adalah proses di mana kalor ditransfer dengan
pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain. Bila pada konduksi molekul
(atau elektron) hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, dalam
konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar.
Beberapa jenis zat yang bukan
merupakan penghantar kalor yang sangat baik secara konduksi, justru bisa mentransfer
kalor cukup cepat dengan cara konveksi. Sebagai contoh, sebuah peristiwa alam
yang termasuk konveksi adalah terjadinya angin darat dan angin laut. Perbedaan
suhu yang ada di darat dan di laut membuat udara panas mengelami pergerakan.
Ketika siang hari, daratan lebih cepat panas daripada laut, karenanya udara di atas daratan naik dan udara sejuk di atas laut bergerak ke darat. Ini terjadi karena tekanan udara di atas permukaan laut lebih besar, sehingga angin laut bertiup dari permukaan laut menuju daratan. Sebaliknya, di malam hari, daratan lebih cepat dingin, sehingga udara bergerak dari daratan ke lautan atau yang disebut angin darat.
3.
Perpindahan Kalor Secara Radiasi (Pancaran)
Baik perpindahan kalor
secara konduksi dan konveksi memerlukan adanya materi sebagai medium untuk
membawa kalor dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Tetapi,
pada perpindahan kalor secara radiasi (pancaran), kalor dapat berpindah tanpa
medium apapun.
Pada dasarnya radiasi
terdiri dari gelombang elektro-magnetik. Radiasi paling mudah diamati pada kehidupan
dunia ini yang bergantung pada transfer energi dari Matahari. Nah, energi dari
matahari ini ditransfer ke Bumi melalui ruang hampa (hampa udara). Bentuk
transfer energi dalam bentuk kalor ini terjadi karena suhu Matahari jauh lebih
besar (6.000 K) daripada suhu permukaan bumi. Kondisi inilah yang dinamakan
sebagai radiasi.
Contoh perpindahan kalor secara radias yang lain adalah perpindahan kalor yang terjadi ketika kita berdiri di sekitaran api unggun. Meski tidak ada molekul api yang sampai ke tubuh kita, kita akan tetap bisa merasakan panasnya karena kalornya yang disampaikan secara radiasi.
Rangkuman Materi Perpindahan Kalor
- Kalor merupakan salah
satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu
-
Konduksi merupakan cara perpindahan kalor melalui suatu bahan yang tidak disertai perpindahan bahan tersebut
- Konveksi merupakan proses
perpindahan kalor atau yang disertai perpindahan molekul zat akibat
perbedaan massa jenis
- Radiasi merupakan
proses perpindahan kalor yang terjadi tanpa zat perantara apapun
