BAB III. PENDEKATAN TEORITIK
3.1 PINDAH PANAS
Pindah panas merupakan proses penghantaran suatu energi dari satu tempat ke tempat lain. Prosen pindah panas sendiri dibedakan menjadi 3 macam
yaitu konveksi, konduksi, dan radiasi. Konveksi merupakan proses perpindahan energi yang merupakan
gabungan dari konduksi panas, penyimpan energi, gerakan pencampuran. Konveksi merupakan mekanisme yang penting pada pindah panas antara benda
padat dengan fluida atau gas Kreith 1976. ……………………………................................................. 1
Konduksi merupakan proses dimana aliran panas dari daerah yang temperaturnya lebih panas ke daerah yang temperaturnya lebih rendah pada suatu
media padat, cair, atau gas atau antara media yang berbeda pada kontak fisik secara langsung Kreith 1976.
…………………………………………………………. 2 Radiasi adalah proses perpindahan energi dalam bentuk gelombang
elektromagnetik karena perubahan konvigurasi elektronik dari atom-atom atau molekul-molekul. Proses ini dapat terjadi walaupun dalam kondisi hampa udara
dan inilah cara matahari hingga cahayanya dapat mencapai bumi. …………………….….………………………… 3
Nilai σ merupakan konstanta Stefan-Boltzmann yang bernilai 5.67 x 10-8 Wm
2
. K
4
atau 0.1714 x 10
-8
Btuh . ft
2
. R
4
. Permukaan yang dapat memancarkan radiasi dengan nilai emisifitas maksimum disebut dengan black body. Nilai
emisifitas permu kaan berkisar 0 ≤ ε ≤ 1 Cengel 2003.
Transmitansi panas merupakan besar laju aliran panas yang melalui suatu bahan dan dapat dinyatakan dengan persamaan:
…………………………………………….. 4 ……………………………………………………... 5
3.2 HUKUM BERNOULLI
Hukum Bernoulli menyatakan bahwa dimana kecepatan aliran fluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknya jika kecepatan
aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi .
Persamaan Bernoulli diturunkan dengan menerapkan teorema usaha dan energi pada fluida dalam daerah tabung alir. Karena diturunkan berdasarkan
prinsip usaha dan energi maka merupakan suatu bentuk hukum kekekalan energi.
Gambar 5. Aliran fluida dalam pipa. Warna buram dalam tabung alir pada Gambar 7 menunjukkan aliran fluida
sedangkan warna putih menunjukkan tidak ada fluida. Fluida pada luas penampang 1 bagian kiri mengalir sejauh L
1
dan memaksa fluida pada penampang 2 bagian kanan untuk berpindah sejauh L
2
. Karena luas penampang 2 di bagian kanan lebih kecil, maka laju aliran fluida pada bagian kanan tabung
alir lebih besar, ini sesuai dengan prinsip kontinuitas yaitu:
Perbedaan luas penampang permukaan ini menyebabkan perbedaan tekanan antara penampang 2 bagian kanan tabung alir dan penampang 1 bagian
kiri tabung alir. Fluida yang berada di sebelah kiri penampang 1 memberikan tekanan P
1
pada fluida di sebelah kanannya dan melakukan usaha sebesar :
Karena Sehingga
Pada penampang 2 bagian kanan tabung alir, usaha yang dilakukan pada fluida adalah :
Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya yang diberikan berlawanan dengan arah gerak. Jadi fluida melakukan usaha di sebelah kanan penampang 2.
Di samping itu, gaya gravitasi juga melakukan usaha pada fluida. Pada kasus di atas, sejumlah massa fluida dipindahkan dari penampang 1 sejauh L
1
ke penampang 2 sejauh L
2
, di mana volume fluida pada penampang 1 A
1
L
1
sama dengan volume fluida pada penampang 2 A
2
L
2
. Usaha yang dilakukan oleh gravitasi adalah :
Tanda negatif disebabkan karena fluida mengalir ke atas, berlawanan dengan arah gaya gravitasi. Dengan demikian, usaha total yang dilakukan pada
fluida sesuai dengan gambar di atas adalah :
Teorema usaha-energi menyatakan bahwa usaha total yang dilakukan pada suatu sistem sama dengan perubahan energi kinetiknya. Dengan demikian, Usaha
W dapat digantikan dengan perubahan energi kinetik Ek
2
– Ek
1
. Sehingga persamaan di atas menjadi:
Berdasarkan hukum kekekalan massa dimana massa fluida yang mengalir sejauh L
1
pada penampang A
1
sama dengan massa fluida yang mengalir sejauh L
2
penampang A
2
. Sejumlah massa fluida itu, sebut saja m, mempunyai volume sebesar A
1
L
1
dan A
2
L
2
, di mana A
1
L
1
= A
2
L
2
L
2
lebih panjang dari L
1
.
Maka massa fluida dapat ditulis menjadi:
Sehingga
Dan didapat persamaan Bernoulli sebagai berikut: ………………………………… 6
BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN
Kategori