9
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Perpindahan Panas
Panas merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu sistem ke sistem yang lain karena adanya perbedaan temperatur. Perpindahan panas
adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara sistem fisik atau material. Ilmu tentang
perpindahan panas tidak hanya menjelaskan mengenai bagaimana energi panas dapat berpindah dari satu material ke material lain, tetapi juga dapat memperkirakan
laju perpindahan panas yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Ilmu perpindahan panas juga erat kaitannya dengan hukum termodinamika hanya saja
yang membedakan antara ilmu perpindahan kalor dan ilmu termodinamika adalah masalah
laju perpindahan.
Termodinamika membahas
sistem dalam
kesetimbangan, ilmu ini dapat digunakan untuk memprediksi energi yang dibutuhkan untuk mengubah sistem dari suatu keadaan setimbang ke keadaan
setimbang yang lain, tetapi tidak dapat mengetahui seberapa cepat atau kecepatan perpindahan panas yang terjadi. Hal ini dikarenakan perpindahan panas yang terjadi
berlangsung pada keadaan sistem yang tidak setimbang. Jenis-jenis perpindahan panas antara lain adalah perpindahan panas secara konduksi, perpindahan panas
secara konveksi, dan perpindahan panas secara radiasi. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.2 Perpindahan Panas Konduksi Konduksi adalah proses perpindahan panas melalui benda padat dari satu
bagian ke bagian yang lain dengan perubahan temperatur sebagai parameternya tanpa diikuti oleh perpindahan partikelnya, dan disertai perpindahan energi kinetik
dari setiap molekulnya. Perpindahan panas konduksi ini dapat terjadi apabila ada media rambat yang bersifat diam.
Gambar 2.1 Proses Perpindahan Panas Konduksi Persamaan perpindahan panas secara konduksi menurut Fourier dinyatakan dengan
Persamaan 2.1.
x T
kA q
= k A x
T T
2 1
............................................................................... 2.1
Pada Persamaan 2.1 : q
= laju perpindahan kalor konduksi, W k
= konduktivitas termal bahan, Wm°C A
= luas penampang tegak lurus terhadap arah rambatan panas, m
2
11
ΔT = perbedaan suhu antara titik perpindahan panas, °C
Δx = jarak antar titik perpindahan panas, m
Tanda minus pada persamaan perpindahan panas secara konduksi tersebut dimaksudkan agar persamaan di atas memenuhi hukum kedua termodinamika, yaitu
panas akan mengalir dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Jika dilihat secara seksama, persamaan perpindahan panas secara konduksi
Fourier ini mirip dengan persamaan konduksi elektrik milik Ohm, jika pada persamaan Fourier terdapat nilai k yang merupakan konduktivitas termal maka pada
persamaan milik Ohm terdapat ρ yang merupakan resistensi elektrik. Dikarenakan kesamaan bentuk persamaan, maka dapat dianalogikan bahwa konduktivitas termal
panas memiliki kemiripan dengan model elektrik milik Ohm.
2.3 Konduktivitas Termal Material
Kategori