Energi Panas dan Daya

19

2.1 Energi Panas dan Daya

Panas merupakan suatu bentuk energi. I ni merupakan fakta yang tidak dapat diingkari bahwa panas dapat diubah menjadi suatu bentuk energi lainnya demikian juga sebaliknya, bentuk energi lainnya dapat pula diubah menjadi energi panas. Secara prinsip thermodinamik, panas dinyatakan sebagai energi yang berpindah dari satu zat ke zat lainnya sebagai akibat dari adanya perbedaan suhu antara kedua zat tersebut. Pada Energi lainnya, perpindahan energi dapat berlangsung karena adanya suatu usaha yang dilakukan pada benda. Bila suatu benda mengalami kenaikan suhu kita nyatakan bahwa energi panas telah diberikan kepada benda tersebut. Begitu sebaliknya, bila suatu benda mengalami penurunan suhu, maka kita nyatakan bahwa energi panas yang ada pada benda tersebut telah diambil. Perubahan suhu ini berimbas pada perubahan energi internal total yang dimiliki oleh molekul benda tersebut. Dalam hal Kenyatannya, penambahan dan pengurangan energi tidak selalu dibarengi dengan perubahan suhu. Dalam kondisi tertentu penambahan dan pengurangan energi internal yang dikenakan pada suatu benda justru akan merubah wujud benda tersebut. Selama proses perubahan wujud, suhu benda relatif konstan. Dalam refrijerasi dan tata udara, kita berhubungan secara langsung dengan energi panas berikut perhitungan penambahan dan pengurangan energi panas. Seperti telah diketahui, bahwa besarnya energi yang terkandung dalam molekul benda tidak sama walaupun benda tersebut memiliki suhu yang sama. Oleh karena itu untuk keperluan pengukuran energi diperlukan acuan standard. Air digunakan sebagai acuan standard. Energi adalah kapasitas untuk melakukan suatu pekerjaan. Energi yang disimbolkan dengan huruf w, merepresentasikan adanya kondisi pergerakan benda, posisi, atau susunan molekul yang akan dapat menghasilkan suatu pekerjaan dalam kondisi tertentu. Satuan Energi Panas menurut standard British adalah Btu singkatan British Thermal Unit, dimana 1 Btu = jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu air setiap pound, setiap 1 o F. Di unduh dari : Bukupaket.com 20 Dalam sistem metrik, panas diukur dalam satuan kilo kalori kkal, 1 kkal = jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu air setiap 1 kg, setiap 1 o C. Dalam sistem SI , panas diukur dalam satuan kilo joule kJ. Dimana 1 Btu = 1,055 kJ. Daya P atau Power didefinisikan sebagai laju aliran energi per satuan waktu di mana pekerjaan sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan per satuan waktu. t s F t w P 2.1 Menurut standar Amerika US standard, daya dinyatakan dalam satuan Hourse Power HP, atau ftlb sec, di mana, min 000 . 33 sec 550 1 lb ft lb ft HP 2.2 Dalam satua internasional, satuan daya adalah watt W atau setara Joule per detik J sec. Daya listrik juga diekspresikan dalam watt W atau kilowatt kW. Konversi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula sebagai berikut: 1 HP = 746 W = 0,746 kW 1kW = 1,34 HP Contoh 2.1 Sebuah pompa yang digunakan dalam mesin tata udara, memompa air menuju cooling tower yang terletak di ketinggian 250 feet dari pompa. Laju aliran airnya sebesar 100 galon per menit. Tentukan besarnya daya dalam HP yang diperlukan untuk melekukan kerja tersebut. Bila efisiensinya 100 berapa konsumsi daya listrik yang diperlukan? Solusi Mengacu persamaan 2.1, dan berat jenis air 8,33 lb gal didapatkan daya mekanik sebesar min 300 . 208 250 33 , 8 min 100 lb ft ft x gal lb x gal P Di unduh dari : Bukupaket.com 21 Substitusi dengan persamaan 2.2, didapat 31 , 6 1 min 000 . 330 min 300 . 208 HP lb ft lb ft HP HP Setara dengan daya listrik yang diperlukan, yaitu P = 6,31 HP x 0,746 kW HP = 4,71 kW Ekivalen Mekanikal Prescott Joule 1818-1889, menemukan hubungan antara energi panas dan energi mekanik. Joule telah dapat membuktikan bahwa energi mekanik w yang nilainya 778 ft-lb setara dengan energi panas Q 1 Btu. Penemuannya ini diformulasikan sebagai berikut: j w Q 2.3 Di mana j adalah konstanta Joule yang besarnya J = 778 ftlb Btu = 4,186 kJ kcal 2.4

2.2 Metoda Pemindahan Panas