Perpindahan Kalor

D. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor sangat besar manfaatnya dalam kehidupan se- hari-hari. Misalnya, perpindahan kalor dari matahari ke bumi dan perpindahan kalor dari api ke panci, lalu ke bahan makanan yang kita masak. Dari pengalaman sehari-hari, kalor berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.

1. Berbagai cara perpindahan kalor

Perpindahan kalor dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

a. Konduksi Coba kamu perhatikan alat-alat dapur di rumahmu. Mengapa kebanyakan alat-alat tersebut diberi pegangan dari kayu? Apa tujuannya?

Jika sebatang tongkat logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka partikel-partikel pada ujung-ujung logam tersebut akan bergerak dengan cepat. Gerakan partikel yang sangat cepat akan mempengaruhi partikel-partikel di sebelahnya, demikian seterusnya. Akibatnya, kalor yang diberikan pada salah satu ujung batang logam oleh partikel-partikel akan diteruskan ke ujung logam yang lain. Walaupun partikel-partikel tersebut bergetar, perpindahan kalor ini tidak menyebabkan partikel ikut berpindah. Perpindahan kalor dengan cara seperti ini disebut konduksi (hantaran), yaitu perpindahan kalor dalam suatu zat tanpa diikuti perpindahan partikel zat tersebut.

Pada umumnya, perpindahan kalor pada zat padat akan ber- langsung secara konduksi. Konduksi kalor dapat terjadi jika ada perbedaan suhu.

Ada zat yang dapat menghantarkan kalor dengan baik, tetapi ada juga zat yang kurang dapat menghantarkan kalor. Kecepatan aliran kalor tergantung pada

1) perbedaan suhu antara ujung-ujung penghantar;

2) luas penampang lintang penghantar;

3) jarak kedua ujung yang berbeda suhunya;

4) jenis bahan penghantar. Setiap bahan memiliki nilai konduktivitas berbeda-beda. Nilai konduktivitas bahan menentukan mudah tidaknya bahan tersebut dalam menghantarkan kalor. Makin besar nilai konduktivitasnya

K ALOR D AN P ERPINDAHANNYA 121 K ALOR D AN P ERPINDAHANNYA 121

b. Konveksi Konveksi hanya terjadi pada zat-zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan gas. Konveksi yang terjadi pada zat cair dapat dilihat pada kegiatan berikut.

Kegiatan Ilmiah 7.2

Konveksi

Tujuan Mengamati peristiwa perpindahan panas secara konveksi. Alat dan Bahan

Gelas beaker; pembakar spiritus; minyak goreng; kaki tiga; pewarna makanan.

Petunjuk Kerja

1. Isi gelas beaker dengan minyak goreng.

2. Tambahkan pewarna makanan. Amati pewarna makanan yang mengendap di bagian bawah gelas beaker.

3. Panaskan gelas beaker dengan api kecil. Setelah beberapa saat, amati gerakan pewarna makanan.

Bahan Diskusi

1. Bagaimana gerakan pewarna makanan setelah gelas beaker dipanaskan?

2. Bagaimana suhu permukaan minyak?

3. Apa yang dapat kamu simpulkan?

Bagian minyak yang dipanaskan akan memuai. Karena memuai, massa jenisnya menjadi kecil sehingga minyak naik ke permukaan. Tempatnya akan digantikan oleh minyak dari tempat lain dan terjadilah aliran. Aliran minyak dapat diamati dengan melihat aliran pewarna makanan.

Molekul minyak mengalir dari bawah ke atas. Dalam

a. angin lembah

perjalanannya, molekul akan bertumbukan dengan molekul-molekul minyak yang dilewatinya. Tumbukan antarmolekul ini terjadi terus- menerus sehingga semua bagian minyak akan menjadi panas.

Dalam peristiwa di atas, perpindahan kalor disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat yang dilewatinya disebut konveksi. Contoh konveksi kalor pada gas adalah terjadinya angin di

b. angin gunung

pegunungan dan di pantai.

Gambar 7.12 Angin

Sinar matahari memanaskan seluruh bumi. Tanah lebih cepat

Lembah Terjadi di Pagi

panas dibandingkan dengan udara. Hal ini mengakibatkan jalan di

Hari, Angin Gunung Terjadi

lereng bukit menjadi lebih cepat panas di pagi hari. Tanah yang lebih

di Sore Hari

122 Cerdas Belajar IPA untuk SMP/MTs Kelas VII 122 Cerdas Belajar IPA untuk SMP/MTs Kelas VII

Jelajah Internet

tetapi tidak tegak lurus ke atas karena di atas udara tersebut masih Mari kita jelajahi ada udara sejuk yang menekan ke bawah. Udara yang hangat akan

website-website mendaki lereng yang hangat sehingga terjadi angin lembah.

berikut untuk Hal yang sebaliknya terjadi di sore hari. Matahari mulai menambah wawasan akan

meninggalkan lereng sehingga lereng mulai kehilangan panasnya. materi ini. Dalam waktu singkat, lereng menjadi lebih dingin daripada udara.

www.geocities.com Lapisan udara tepat di atas tanah menjadi lebih dingin dibandingkan

http://id.wikipedia. dengan udara di atasnya. Udara ini akan meluncur ke bawah sehingga

org. terjadilah angin gunung.

c. Radiasi Pernahkah kamu berdiam di sekitar api unggun? Apakah badanmu merasa hangat? Kamu dapat merasakan hangat dari api unggun karena terjadi perpindahan kalor secara radiasi (pancaran), yaitu perpindahan kalor tanpa melalui medium (zat antara).

Energi kalor dari matahari dipancarkan ke bumi dengan cara radiasi, yaitu melalui pemancaran gelombang elektromagnetik. Jika menyentuh suatu benda, gelombang elektromagnetik akan berubah menjadi kalor.

Alat yang digunakan untuk menyelidiki sifat pancaran dan penyerapan berbagai permukaan benda terhadap kalor adalah

Gambar 7.13 Termoskop

termoskop. Dengan termoskop, diketahui bahwa benda yang

Sumber Gambar: http://www2.

permukaannya hitam akan bersifat sebagai pemancar dan penyerap

arnes.si

kalor yang baik. Sebaliknya, benda yang permukaannya mengkilap bersifat sebagai pemantul dan sulit menyerap kalor.

2. Pemanfaatan perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari

Adakalanya kalor perlu dipindahkan, tetapi tidak jarang kita berke- pentingan agar kalor dapat diisolasi supaya awet dan digunakan a. termos

untuk tujuan-tujuan tertentu.

a. Bagaimana termos menyimpan panas? Kamu pasti sudah mengenal termos untuk menyimpan air

tutup

panas. Agar air tetap awet panasnya, air harus diisolasi. Caranya, tabung termos bagian dalam yang merupakan tempat menyimpan air, permukaannya dibuat mengkilap sehingga tidak

tabung luar

menyerap kalor. Selain itu, agar kalor tidak berpindah secara konduksi dan konveksi maka antara bagian tabung dalam dan

ruang hampa

tabung bagian luar dibuat hampa udara. Dengan demikian, kalor tidak akan keluar dari termos tersebut.

b. Bagaimana panasnya api dapat memanaskan air di dalam

isolator

panci? Mengapa panci dibuat dari logam? Logam mudah sekali

b. skema termos

menghantarkan kalor. Kalor dari api akan sampai ke panci Gambar 7.14 Termos Sumber

Gambar:www.blogger.com,

dengan radiasi dan konduksi sehingga terjadi konduksi kalor www.biostal.ru