PENDAHULUAN
A.
LATAR
BELAKANG
Kalor
atau panas adalah salah satu bentuk energi, yaitu energi panas. Jika suatu
benda melepaskan kalor pada benda lain maka kalor yang diterima benda lain sama
dengan kalor yang dilepaskan benda itu (Asas Black). Perpindahan kalor dari
satu zat ke zat yang lain seringkali terjadi dalam bidang industri, pada
kebanyakan pengerjaan dibutuhkan pemasukan dan pengeluaran kalor untuk mencapai
dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kemudian,
kita dapat membayangkan apabila kalor yanng dihasilkan oleh pembakaran bahan
bakar dalam mesin mobil tidak dapat dipindahkan, kalor tersebut akan
menyebabkan suhu mesin sampai melebihi titik lebur bahannya sehingga mesin akan
rusak. Demikian pula bila kalor yang dihasilkan matahari tidak sampai ke bumi,
manusia tidak akan dapat hidup karena energi yang ada di bumi berasal dari
energi yang dipancarkan matahari. Jadi proses perpindahan kalor ini merupakan
proses yang penting dan perlu bagi kelangsungan hidup manusia.
Proses
perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara, yaitu: konduksi, konveksi dan
radiasi.
B.
RUMUSAN
MASALAH
1.
Pengertian
perpindahan kalor dan salah satu ayat tentang perpindahan kalor
2.
Faktor
terjadinya perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi
PEMBAHASAN
A.
PENGERTIAN
PERPINDAHAN KALOR DAN AYATNYA
Perpindahan
kalor adalah bentuk kalor yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi
ke benda yang bersuhu rendah. Sedangkan kalor merupakan suatu bentuk energi
atau dapat juga didefinisikan sebagai jumlah panas yang ada dalam suatu benda.
Sebelum ditemukannya ilmu tentang perpindahan kalor, Allah SWT telah
memfirmankannya dalam kitab suci Al-quran, yaitu:
uqèd
Ï%©!$#
@yèy_
[ôJ¤±9$#
[ä!$uÅÊ
tyJs)ø9$#ur
#YqçR
¼çnu£s%ur
tAÎ$oYtB
(#qßJn=÷ètFÏ9
yytã
tûüÏZÅb¡9$#
z>$|¡Åsø9$#ur
4
$tB
t,n=y{
ª!$#
Ï9ºs
wÎ)
Èd,ysø9$$Î/
4
ã@Å_Áxÿã
ÏM»tFy$#
5Qöqs)Ï9
tbqßJn=ôèt
ÇÎÈ
5. Dia-lah yang menjadikan matahari bersinar
dan bulan bercahaya dan ditetapkan-Nya manzilah-manzilah (tempat-tempat) bagi
perjalanan bulan itu, supaya kamu mengetahui bilangan tahun dan perhitungan
(waktu). Allah tidak menciptakan yang demikian itu melainkan dengan hak[669].
Dia menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya) kepada orang-orang yang mengetahui.
(QS: Yunus: 5)
Dari
ayat tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa matahari memancarkan sinarnya,
sedangkan antara matahari dengan bumi adalah ruang hampa udara sehingga tidak
menutup kemungkinan bahwa energi kalor dapat sampai ke bumi tanpa zat perantara
(radiasi).
[669]
Maksudnya: Allah menjadikan semua yang disebutkan itu bukanlah dengan percuma,
melainkan dengan penuh hikmah.
B.
FAKTOR
TERJADINYA KONDUKSI, KONVEKSI DAN RADIASI
Konduksi
(hantaran), yaitu perpindahan kalor dari suatu benda ke benda lain melalui zat
perantara tanpa disertai perpindahan partikel
zat perantaranya itu. Pada umumnya konduksi terjadi pada benda yang
terbuat dari logam, seperti tembaga, logam dan besi. Contoh perpindahan secara
konduksi yaitu, sebatang besi salah satu ujung dipanasi sedangkan ujung yang
lain tidak dipanasi, semakin lama ujung yang tidak dipanasi tersebut jika
dipegang akan terasa panas padahal tidak berhubungan langsung dengan api.
Berdasarkan
daya hantar kalor atau kemampuan zat mengantarkan kalor, zat dibedakan menjadi
dua, yaitu:
a.
Konduktor
Adalah
penghantar kalor baik. Contoh: Besi, Tembaga, Kuningan, Baja, dan lain-lain
b.
Isolator
Adalah
penghantar kalor yang buruk. Contoh: Kayu, Kaca, Karet, Plastik, dan lain-lain.
Syarat
terjadinya perpindahan konduksi kalor pada suatu zat ialah adanya perbedaan
suhu antara dua tempat didalam zat itu. Kalor dapat berpindah dari suhu tinggi
menuju ke suhu rendah, hal tersebut akan terus berlangsung sampai kedua benda
tersebut seimbang.
Laju
perpindahan kalor secara konveksi bergantung pada:
1.
Berbanding
dengan selisih temperatur antara dua tempat dalm benda tersebut (
)
2.
Sebanding
dengan luas penampang benda (L)
3.
Berbanding
terbalik dengan tebal atau panjang benda (d)
4.
Sebanding
dengan selang waktu lamanya kalor mengalir (t)
Secara
matematik banyaknya kalor (Q) yang mengalir pada benda dengan temperatur
, ke tempat
yang temperaturnya
, dengan
dapat
dinyatakan sebagai berikut :
Q
= k
atau
Dimana
k merupakan tetapan yang yang berganung pada jenis zat (benda) dan disebut
konduktivitas termal (konduktivitas kalor) dengan satuan J/m.s.K.
- Konveksi
(aliran), yaitu perpindahan kalor dari satu benda lain melalui zat perantara
berupa zat alir (cair dan gas) dengan disertai partikel zat perantara.
Perpindahan
kalor secara konveksi dibagi menjadi dua, yaitu:
a.
Konveksi
alamiah
Yaitu proses
perpindahan kalor melalui zat yang disertai dengan perpindahan
partikel-pertikel zat tersebut akibat perbedaan massa jenis. Contoh, pemanasan
air. Apabila air berada dalam suatu gelas dipanaskan maka partikel air dari
dasar gelas menerima kalor lebih dahulu sehingga menjadi panas dan suhunya
naik.
b.
Konveksi
paksa
Yaitu proses
perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan partikel-pertikel zat
tersebut akibat suatu paksaan terhadap pertikel bersuhu tinggi tersebut.
Contoh: pendinginan mesin mobil.
Laju
perpindahan kalor secara konveksi bergantung pada:
1.
Luas
permmukaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A)
2.
Perbedaaan
temperatur antara permukaan benda dan fluida (DT)
3.
Koefisien
konveksi (h) yang bergantung pada viskositas fluida, kecepatan fluida, rapat
massa fluida dan bentuk permukaan kontak.
Banyaknya kalor yang dihantarkan secara konveksi
dapat dirumuskan sebagai berikut:
Dengan h = koefisien konveksi (J/s m2 K) dan H
= laju aliran kalor
Radiasi
(pancaran), yaitu perpindahan kalor dari sumber panas ke suatu benda tanpa zat
perantara. Misalnya: pancaran sinar matahari. Matahari memancarkan panasnya
sehingga sampai ke permukaan bumi melalui ruang hampa. Di ruang hampa tidak ada
zat yang dapat dilalui dan juga tidak ada zat yang dapat mengalir, sehingga
panas matahari tersebut sampai ke bumi secara langsung atau secara pancaran
tanpa melalui zat perantara.
Dalam
proses perpindahan kalor secara radiasi benda-benda tidak akan menrima kalor
bila benda tersebut tidak dikenai oleh cahaya yang berasal dari sumber radiasi
tersebut. Bila orang berada dekat api unggun memasang tabir antara api unggun
dengan tubuhnya maka orang tersebut tidak akan menerima kalor. Demikian pula
bila orang yang sedang berjalan menggunakan payung dibawah terik matahari, maka
kalor yang diterima oranng tersebut akan berkurang.
Jadi,
kalor yang berpindah secara radiasi dapat dihalangi dengan cara memasanng tabir
penghalang sehingga kalor yang dipancarkan tidak dapat merambat.
KESIMPULAN
Proses
perpindahan kalor dibagi menjadi tiga, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.
Konduksi adalah perpindahan kalor dari suatu benda ke benda lain melalui zat
perantara tanpa disertai perpindahan partikel
zat perantaranya itu. Syarat terjadinya perpindahan konduksi kalor pada
suatu zat ialah adanya perbedaan suhu antara dua tempat didalam zat itu.
Konveksi adalah perpindahan kalor dari satu benda lain melalui zat perantara
berupa zat alir (cair dan gas) dengan disertai partikel zat perantara. Konveksi
dibagi menjadi dua, yaitu konveksi alamiah adalah proses perpindahan kalor
melalui zat yang disertai dengan perpindahan partikel-pertikel zat tersebut akibat
perbedaan massa jenis dan konveksi paksa proses perpindahan kalor melalui suatu
zat yang disertai dengan partikel-pertikel zat tersebut akibat suatu paksaan
terhadap pertikel bersuhu tinggi tersebut. Radiasi adalah perpindahan kalor
dari sumber panas ke suatu benda tanpa zat perantara.