mendidik atau mengajar, agar materi yang diajarkan oleh guru mudah dipahami oleh siswa. Alat peraga di sini mengandung pengertian bahwa
segala sesuatu yang masih bersifat abstrak, kemudian dikonkretkan dengan menggunakan alat agar dapat dijangkau dengan pikiran yang sederhana dan
dapat dilihat, dipandang, dan dirasakan. Alat peraga memiliki fungsi meragakan peristiwa, kegiatan atau
fenomena. Sifat alat peraga tidak alamiah karena merupakaan hasil penciptaan, peniruan dari hal sebenarnya. Alat peraga digunakan untuk
memperagakan, menirukan atau membuat sesuatu menjadi utuh dan padu. Untuk
itu, alat
peraga digunakan
dalam pembelajaran
dengan mempertimbangkan pengalaman belajar yang diharapkan guna memperjelas
perilaku dan pengalaman belajar.
3. Perpindahan Panas dan Radiasi Termal
a. Perpindahan Panas
Perpindahan panas heat transfer merupakan salah satu dari disiplin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas,
menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. Menurut Kreith 1991: 4 perpindahan panas didefinisikan
sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut.
Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas yang menggunakan
benda padat sebagai media perantara. Konveksi, yaitu bentuk
perpindahan panas yang menggunakan zat alir sebagai media perantara. Radiasi, yaitu bentuk perpindahan panas yang tidak membutuhkan media
perantara karena panas berpindah dengan pancaran.
b. Radiasi
Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi
dengan cara pancaran melalui gelombang elektromagnet. Radiasi yang dibahas dalam teori perpindahan panas atau radiasi termal thermal
radiaton hanya salah satu bentuk dari jenis radiasi elektromagnetik. Koestoer 2002: 184 mengatakan bahwa radiasi merambat
dengan kecepatan cahaya, ms. Kecepatan ini sama dengan
hasil perkalian panjang-gelombang dengan frekuensi radiasi. .................................................. 1
Dengan c = kecepatan cahaya ms
= panjang gelombang µm v = frekuensiHz
Spektrum gelombang radiasi termal, dapat dijelaskan pada Gambar 1. Radiasi termal terletak dalam rentang antara 0,1 sampai 100
m. Dapat dilihat pula bahwa bagian cahaya tampak dalam spektrum itu terletak antara kira-
kira 0,4 sampai 0,7 m.
Gambar 1. Spektrum elektromagnetik Sumber: Incropera dan Dewitt, 1990: 698
Menurut Holman 1995: 342, perambatan radiasi termal berlangsung dalam bentuk kuantum-kuantum yang diskrit dan setiap
kuantum mengandung energi sebesar ...................................................... 2
dengan E = energi setiap kuantum J
h = kontanta Planck yang nilainya 6,625 x J.s
Terkait dengan perambatan radiasi panas, Holman 1995: 342 juga pernah menjelaskan dalam pernyataan berikut ini.
Gambaran fisis yang amat kasar tentang perambatan radiasi kita peroleh dengan mengganggap setiap kuantum sebagai
suatu partikel yang mempunyai energi, massa, dan momentum, seperti halnya molekul gas. Jadi pada
hakekatnya, radiasi dapat digambarkan sebagai
“gas foton” photon gas yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat
yang lain. Dari pernyataan tersebut dapat dijelaskan bahwa perambatan
panas radiasi dapat digambarkan sebagai gas foton yang mengalir dari suatu tempat ke tempat lainnya. Hubungan antara massa dan energi,
dapatlah diturunkan pada persamaan untuk massa energi partikel. Menurut Holman 1995: 342, hubungan tersebut yaitu:
................................................... 3
dengan E = energi partikel J
h = konstanta Planck J.s
m= massa partikelkg c = kecepatan cahaya ms
v = frekuensi Hz Persamaan tersebut menjelaskan bahwa setiap partikel radiasi
yang merambat memiliki massa, energi dan momentum. Selanjutnya, dengan menganggap radiasi demikian suatu gas, maka dapatlah
diterapkan prinsip termodinamika statistik-kuantum untuk menurunkan persamaan densitas energi radiasi. Bila densitas energi diintegrasikan
sepanjang seluruh panjang-gelombang, maka energi total yang dipancarkan sebanding dengan pangkat empat suhu absolutnya. Menurut
Holman 1995: 3442, energi radiasi tersebut dapat dihitung dengan persamaan
.................................................. 4 dengan
= energi radiator ideal benda hitam Wm² = konstanta Stefan-Boltzmann 5,67 x 10
־⁸ Wm².K⁴ T = suhu mutlak benda hitam°K
Persamaan 4 biasa disebut hukum Stefan-Boltzmann, dimana E
b
ialah energi yang diradiasikan per satuan waktu dan per satuan luas radiator ideal benda hitam, dan
� ialah konstanta Stefan-Boltzmann, yang nilainya adalah
dalam watt per meter persegi, dan T adalah derajat K.
Perlu diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan persamaan radiasi untuk benda hitam sempurna. Hal ini disebut radiasi benda hitam
blackbody radiation, karena bahan yang mematuhi hukum tersebut tampak hitam dimata dan menyerap seluruh radiasi yang mengenai
permukaannya. Tapi dalam beberapa hal, terdapat beberapa bahan yang tampak putih dimata tetapi ternyata cukup hitam untuk radiasi termal.
Penting dicatat di sini bahwa kehitaman suatu permukaan terhadap radiasi termal tidak hanya diamati melalui pengamatan visual
saja, tetapi juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Kehitaman bagi spektrum radiasi termal yang dimaksudkan yaitu benda yang memiliki
emisivitas tinggi mendekati 1, meskipun secara fisik mungkin tidak berwarna hitam. Sebagai contoh, permukaan yang ditutup jelaga tampak
hitam bagi mata, ternyata juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Di lain pihak, salju dan es tampak terang bagi mata, tapi ternyata hitam
untuk radiasi termal panjang-gelombang panjang. Banyak cat putih sebenarnya hitam untuk panjang-gelombang panjang.
c. Sifat-Sifat Radiasi
