Jelaskan apa yang menjadi perbedaan antara perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi

Hai Sobat, pernahkah kalian memasukkan sendok ke dalam air panas kenapa sendok bisa menjadi panas? Atau pernahkah kalian duduk di dekat api unggun dan tubuh kalian menjadi hangat? Nah kalian harus paham bahwa kalor akan berpindah dari tempat panas ke tempat yang dingin. Sekarang kita akan belajar mengenai macam-macam perpindahan kalor sobat.Yuk, kita simak pembahasannya!

Pengertian Kalor

Kalor merupakan bentukenergi panasatau jumlah panas yang ada dalam sebuah benda. Perpindahan kalor merupakan kalor yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah.

Macam-Macam Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor memiliki 3 macam perpindahan antara lain: konduksi, konveksi, dan radiasi. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering dihadapkan oleh berbagai macam peristiwa perpindahan kalor ini. Untuk lebih lengkapnya berikut penjelasanmacam-macam perpidahan kalor beserta contohnya.

Konduksi (Aliran)

Konduksi merupakan perpindahan panas melalui zat padat yang tidak ikut mengalami perpindahan. Apabila ujung sebatang logam dipanaskan di atas api, maka ujung yang lain akan menjadi panas. Hal ini menunjukkan kalor berpindah ke bagian yang memiliki suhu yang lebih rendah.

Contoh:

• tutup panci yang menjadi panas ketika digunakan untuk memasak.
• Benda yang terbuat dari logam akan terasa hangat atau panas jika ujung benda dipanaskan, misalnya ketika memegang kembang api yang sedang dibakar.
• Knalpot motor menjadi panas saat mesin dihidupkan.
• Mentega yang dipanaskan di wajan menjadi meleleh karena panas.

Rumus perpindahan kalor secara konduksi:

Keterangan:

Konveksi (Hantaran)

Konveksi merupakan perpindahan panas melalui aliran yang zat perantaranya ikut berpindah. Jika partikelnya berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, maka akan terjadi konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas (udara/angin).

Contoh terjadinya konveksi:

• Gerakan naik dan turun air ketika saat dipanaskan.
• Gerakan naik dan turun kacang hijau, kedelai, dan lainnya pada saat dipanaskan.
• Terjadinya angin darat dan angin laut.
• Gerakan balon udara.
• Asap cerobong pabrik yang membumbung tinggi.

Rumus perpindahan kalor secara konveksi:

Radiasi (Pancaran)

Radiasi yaitu merupakan perpindahan panas tanpa zat perantaranya. Radiasi juga biasanya dapat disertai cahaya.

Contoh terjadinya radiasi:

• Panas matahari sampai ke bumi, walau hanya melalui ruang hampa.
• Tubuh terasa hangat pada saat berada di dekat sumber api.
• Menetaskan telur unggas dengan lampu.
• Pakaian menjadi kering ketika dijemur di bawah terik matahari.

Rumus perpindahan kalor secara radiasi:

Contoh Soal:

Sebuah ruang dengan pendingin ruang (AC) memiliki kaca jendela yang luasnya 2,0 m x 1,75 m dan tebalnya 3,2 mm. Jika suhu pada permukaan dalam kaca 25 derajad celsius dan suhu pada permukaan luar kaca 31 derajad celsius, maka laju konduksi kalor yang masuk ke ruang itu adalah. . . (konduktivitas termal kaca, k= 0,8 W/m.K)

Pembahasan:

Diketahui:

Masalahnya ada di sekitar kita, di tiga negara bagian, padat, cair dan gas. Konversi materi dari satu kondisi ke kondisi lain disebut sebagai perubahan kondisi, yang terjadi karena pertukaran panas antara materi dan lingkungannya. Jadi, panas adalah transisi energi dari satu sistem ke sistem lain, karena perbedaan suhu, yang terjadi dalam tiga cara berbeda, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

Orang sering salah mengartikan, bentuk-bentuk perpindahan panas ini, tetapi, mereka didasarkan pada interaksi fisik yang beragam untuk mentransfer energi. Untuk mempelajari perbedaan antara konduksi, konveksi dan radiasi, mari kita lihat artikel yang disediakan di bawah ini.

Grafik perbandingan

Definisi Konduksi

Konduksi dapat dipahami sebagai proses, yang memungkinkan transfer panas langsung melalui materi, karena perbedaan suhu, antara bagian-bagian yang berdekatan dari objek. Itu terjadi ketika suhu molekul hadir dalam suatu zat meningkat, menghasilkan getaran yang kuat. Molekul-molekul itu bertabrakan dengan molekul-molekul di sekitarnya, membuatnya bergetar juga, menghasilkan pengangkutan energi panas ke bagian benda yang berdekatan.

Secara sederhana, setiap kali dua benda bersentuhan langsung satu sama lain, akan ada perpindahan panas dari objek yang lebih panas ke yang lebih dingin, yang disebabkan oleh konduksi. Selanjutnya, benda-benda yang memungkinkan panas untuk bepergian dengan mudah melalui mereka disebut konduktor.

Definisi Konveksi

Dalam sains, Konveksi menyiratkan bentuk perpindahan panas, dengan pergerakan materi yang nyata, yang terjadi hanya dalam cairan. Cairan menyinggung zat apa pun, yang molekulnya bergerak bebas dari satu tempat ke tempat lain, seperti cairan dan gas. Itu terjadi secara alami atau bahkan dengan paksa.

Gravitasi memiliki peran besar dalam konveksi alami sehingga ketika zat dipanaskan dari bawah, mengarah ke perluasan bagian yang lebih panas. Karena daya apung, zat yang lebih panas naik karena kurang padat dan zat yang lebih dingin menggantikannya dengan tenggelam di bagian bawah, karena kepadatan tinggi, yang ketika menjadi panas bergerak ke atas, dan proses berlanjut. Dalam konveksi, saat memanaskan zat, molekul-molekulnya tersebar dan bergerak terpisah.

Ketika konveksi dilakukan dengan paksa, zat tersebut dipaksa untuk bergerak ke atas dengan sarana fisik seperti pompa. Misalnya sistem pemanas udara.

Definisi Radiasi

Mekanisme perpindahan panas yang tidak memerlukan media disebut radiasi. Ini mengacu pada pergerakan panas dalam gelombang, karena tidak memerlukan molekul untuk melakukan perjalanan. Objek tidak perlu bersentuhan langsung satu sama lain untuk mengirimkan panas. Setiap kali Anda merasakan panas tanpa benar-benar menyentuh objek, itu karena radiasi. Selain itu, warna, orientasi permukaan, dll. Adalah beberapa sifat permukaan yang sangat tergantung pada radiasi.

Dalam proses ini, energi ditransmisikan melalui gelombang elektromagnetik yang disebut sebagai energi radiasi. Benda panas umumnya memancarkan energi panas ke lingkungan yang lebih dingin. Energi radiasi mampu melakukan perjalanan dalam ruang hampa dari sumbernya ke lingkungan yang lebih dingin. Contoh radiasi terbaik adalah energi matahari yang kita dapatkan dari matahari, meskipun itu jauh dari kita.

Perbedaan Utama Antara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

Perbedaan mendasar antara konduksi, konveksi dan radiasi dijelaskan sebagai berikut:

1. Konduksi adalah suatu proses di mana panas diangkut antara bagian kontinum, melalui kontak fisik langsung. Konveksi adalah prinsip, di mana panas ditransmisikan oleh arus dalam cairan, yaitu cairan atau gas. Radiasi adalah mekanisme perpindahan panas, di mana transisi terjadi melalui gelombang elektromagnetik.
2. Konduksi menunjukkan, bagaimana panas ditransfer antar benda yang bersentuhan langsung, tetapi Konveksi mencerminkan bagaimana panas mengalir melalui cairan dan gas. Sebagai lawannya, radiasi menunjukkan bagaimana panas bergerak melalui tempat-tempat yang tidak memiliki molekul.
3. Konduksi terjadi sebagai akibat dari perbedaan suhu, yaitu aliran panas dari daerah suhu tinggi ke daerah suhu rendah. Konveksi terjadi karena variasi dalam kepadatan, sehingga panas bergerak dari daerah kepadatan rendah ke daerah kepadatan tinggi. Sebaliknya, semua benda melepaskan panas, memiliki suhu lebih dari 0 K.
4. Konduksi biasanya terjadi pada padatan, melalui tumbukan molekul. Konveksi terjadi dalam cairan oleh gerakan massa molekul dalam arah yang sama. Sebaliknya, Radiasi terjadi melalui ruang hampa udara dan tidak memanaskan media intervensi.
5. Perpindahan panas melalui zat padat yang dipanaskan, dalam konduksi, sedangkan dalam konveksi energi panas ditransmisikan melalui medium perantara. Tidak seperti, ransum menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mentransfer panas.
6. Kecepatan konduksi dan konveksi lebih lambat dari radiasi.
7. Konduksi dan konveksi tidak mengikuti hukum refleksi dan refraksi, sedangkan radiasi mematuhi hal yang sama.

Kesimpulan

Termodinamika adalah studi tentang perpindahan panas dan perubahan yang terkait dengannya. Konduksi tidak lain adalah perpindahan panas dari bagian yang lebih panas ke bagian yang lebih dingin. Konveksi adalah perpindahan panas dengan gerakan naik turun fluida. Radiasi terjadi ketika panas bergerak melalui ruang kosong.