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