Konsep Kalor atau Panas Perpindahan Panas Secara Konduksi

sedangkan keadaan tidak seimbang antara asimilasi dan akomodasi disebut Disequilibrium. Proses dari disequilibrium dan equilibrium membuat seseorang dapat menyatukan pengalaman luar dengan strukur dalamnya. Jika terjadi ketidakseimbangan, maka seseorang dipacu untuk mencari keseimbangan dengan jalan asimilasi dan akomodasi Suparno, 1997. Piaget kemudian mengklaim bahwa seseorang mencoba untuk memahami pengalaman baru dengan mengasimilasi ke dalam skema atau struktur kognitif yang sudah dimiliki. Jika asimilasi tidak bekerja sepenuhnya, ada ketidakseimbangan antara pengalaman baru dan skema lama yang disebut dengan keadaan ketidakseimbangan kognitif disequilibrium. Untuk mengatasi ketidakseimbangan tersebut, mereka mengakomodasi atau menyesuaikan skema lama sehingga lebih cocok untuk pengalaman baru Beilin, 1994 dalam Cook, Joan L. Cook Greg, 2005.

H. Deskripsi Materi

1. Konsep Kalor atau Panas

Kalor adalah energi yang ditransfer dari satu benda ke benda lain karena beda termperatur Tipler, 1998. Kalor mengalir dari satu bagian sistem ke bagian lain atau dari satu sistem ke sistem lain karena adanya perbedaan temperatur Zemansky Dittman, 1986. Kalor selalu mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah Surya, 2010. Jika kalor diberikan pada suatu zat pada tekanan konstan, maka dapat menyebabkan perubahan suhu dan sifat termometik zat Tipler, 1998. Satuan kalor adalah kalori disingkat kal atau British thermal unit disingkat Btu atau joule disingkat J. Pemberian atau pengurangan panas tidak saja mengubah temperatur atau fasa zat suatu benda secara lokal, melainkan panas itu merambat ke atau dari bagian benda ke tempat lain. Peristiwa ini disebut perpindahan panas. Panas itu dapat merambat dari suatu bagian ke bagian lain melalui zat atau benda yang diam. Panas juga dapat dibawa oleh partikel- partikel zat yang mengalir Naga, 1991. Perpindahan energi panas dapat dibagi dalam beberapa golongan cara perpindahan, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi Naga, 1991.

2. Perpindahan Panas Secara Konduksi

Konduksi adalah proses dengan mana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah dalam satu medium atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung. Dalam aliran panas konduksi, perpindahan energi terjadi karena hubungan secara langsung tanpa adanya perpindahan molekul yang cukup besar Kreith, 1991. Jika kita memegang ujung sebatang tembaga dan menyentuhkan ujung lainnya ke api, ujung yang dipegang akan terasa semakin panas, walaupun tidak ada kontak langsung dengan api. Panas mencapai ujung yang lebih dingin dengan konduksi melalui bahan Young Freedman, 2002. Konduksi diartikan sebagai perpindahan panas dari partikel-partikel yang lebih energik dari suatu zat ke partikel-partikel yang berdekatan yang kurang energik, sebagai akibat dari interaksi antara partikel-partikel tersebut Cengel Turner, 2005 dalam Suparno, 2009. Jadi, untuk terjadi perpindahan panas dengan konduksi harus ada perbedaan suhu dari partikel – partikel yang berbeda Suparno, 2009. Ditinjau dari sudut molekuler, yakni benda atau zat terdiri dari molekul, pemberian panas pada zat menyebabkan molekul itu bergetar. Getaran ini makin bertambah jika panas ditambah, sehingga tenaga panas berubah menjadi tenaga getaran berupa energi kinetik Naga, 1991. Molekul – molekul pada daerah panas memiliki rata – rata energi kinetik lebih besar dari pada daerah dingin Young Freedman, 2002. Bila molekul-molekul di satu daerah memperoleh energi kinetik rata – rata yang lebih besar daripada yang dimiliki oleh molekul – molekul di suatu daerah yang berdekatan karena adanya perbedaan suhu, maka molekul-molekul yang memiliki energi yang lebih besar itu akan memindahkan sebagian energinya kepada molekul – molekul di daerah yang bersuhu lebih rendah Kreith, 1991. Pada zat padat, terdiri dari banyak molekul yang terikat pada kedudukannya dengan daya ikat yang kuat. Masing – masing molekul bergetar pada kedudukannya. Bila zat padat dipanasi, misalnya pada ujung kiri, maka molekul – molekul pada ujung kiri bergetar lebih kuat dan lebih cepat, sehingga menabrak menumbuk molekul – molekul sebelah kanannya. Akibatnya, molekul – molekul yang berada di sebelah kanan ikut bergetar lebih kuat dan cepat. Selanjutnya molekul-molekul yang telah bergetar lebih cepat dan kuat itu menumbuk molekul – molekul di sebelah kanannya lagi sehingga menjadikan molekul-molekul itu akan ikut bergetar lebih kuat pula. Proses ini terus berlanjut sampai akhirnya molekul – molekul pada ujung kanan zat padat ikut bergetar lebih kuat dan cepat. Inilah yang menjadikan ujung kanan zat padat menjadi panas juga atau suhunya naik. Semakin cepat getaran molekul, maka ujung kanan akan semakin cepat panas suhunya lebih cepat naik, karena energi kinetik rata-rata per molekul: E KM ̅̅̅̅̅ = mv̅ 2 = kT di mana m: massa molekul; : kecepatan rata – rata molekul; k: konstanta Boltzmann; dan T: suhu. Proses baru berhenti bila sudah terjadi kesetimbangan Suparno, 2009. Pada zat cair dan gas, proses konduksi terjadi karena adanya tumbukan dari molekul – molekul selama gerak random mereka. Molekul – molekul zat cair dan terutama gas secara acak bergerak bebas. Ikatan antara molekul tidak kuat, tidak seperti molekul – molekul pada zat padat. Pada saat bergerak bebas, molekul – molekul itu saling bertumbukan satu dengan yang lain. Oleh karena ada perbedaan energi antar molekul itu, dalam tumbukan, molekul yang berenergi tinggi memberikan energi panasnya kepada molekul yang berenergi rendah. Akibatnya, terjadilah proses hantaran energi atau konduksi Suparno, 2009. Pada proses perpindahan secara konduksi, molekul-molekul itu sendiri tidak bergerak berpindah dari daerahnya, tetapi energinya yang berpindah Young Freedman, 2002.

3. Perpindahan Panas Secara Konveksi