Pemanfaatan Sifat Kalor Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

869 udara. Dengan cara seperti ini maka mesin kendaraan tidak terlampau panas. Cairan radiator disirkulasikan melewati mesin yang mengalami pembakaran, dan sesampainya di bagian radiator, cairan tersebut mengalami pendinginan oleh aliran udara dari depan mobil. Bahan utama cairan radiator adalah air. Mengapa air? Karena air adalah zat cair yang memiliki kalor jenis besar. Dengan kalor jenis besar maka walaupun kalor yang diserap air dari mesin cukup besar, kenaikan suhu air tidak terlampau tinggi. Ingat rumus, Q = mcT, atau T = Qmc. Karena c besar maka meskipun Q besar, kenaikan suhu T tidak terlalu besar. Air radiator biasa dilengkapi dengan zat antikarat sehingga selama bersirkulasi tidak terlalu cepat menimbulkan karat pada pipa aliran. Maka dari itu banyak cairan radiator yang berwarna, seperti hijau, biru, atau kuning. Zat warna tersebut adalah zat antikarat. Prinsip kerja radiator adalah air disirkulasi antara radiator dan mesin kendaraan. Cairan dari bagian radiator mengalir ke mesin yang memiliki suhu tinggi sehingga menyerap sebagian kalor mesin tersebut. Akibatnya suhu air meningkat dan suhu mesin turun. Air yang sudah panas mengalir kembali ke bagian radiator. Ketika mobil sedang bergerak maka bagian radiator akan tertiup oleh angin yang memiliki suhu rendah sehingga kalor dalam air yang baru sampai ke radiator dilepas ke udara. Suhu air menjadi turun. Selanjutnya air tersebut mengalir kembali ke mesin dan menyerap kembali kalor dari mesin. Begitu sampai ke radiator maka panas kembali dilepas ke udara. Radiator memiliki bentuk seperti sekarang untuk memudahkan pelepasan panas ke udara. Gambar 11.28 adalah ilsutrasi pemasangan radiator pada mobil dan Gambar 11.29 adalah contoh radiator dan pengisian cairan ke dalam radiator. Selang atas Termostat Kipas angin Pompa air Saluran transmisi Selang bawah Radiator Gambar 11.28 Ilustrasi pemasangan radiator pada mobil autorepairshopsanjose.com 870 Tempat memasukkan cairan radiator Cairan dari mesin Cairan menuju mesin Memasukkan cairan radiator Gambar 11.29. Bentuk radiator dan memasukkan cairan pendingin ke dalam radiator mobil 5osial.wordpress.com Bagaimana proses pelepasan panas di radiator jika kendaraan dalam keadaan diam sehingga tidak ada udara yang mengalir melalui bagian radiator? Tidak adanya udara yang mengalir menyebabkan pelepasan panas menjadi tidak efektif sehingga air di radiator tidak mengalami penurunan suhu yang berarti. Dan ketika kembali mengalir ke mesin maka hanya sedikit kalor yang dapat diserap dari mesin. Ini dapat menyebabkan mesin terlalu panas. Untuk mengatasi kondisi ini maka mobil dilengkapi dengan kipas angin yang dipasang menghadap radiator. Jika kendaraan diam, maka hembusan udara oleh kipas angin itulah yang mendinginkan radiator. Penyulingan Air Penyulingan air adalah proses mendapatkan air murni dari air yang bercampur dengan komponen lain mengandung bahan terlarut di dalamnya. Contohnya adalah mendapatkan air murni dari air garam. Air yang mengandung bahan lain tersebut dipanaskan pada suhu sekitar 100 o C sehingga molekul-molekul air menguap. Molekul-molekul zat lain tetap tertinggal di dalam campuran. Air mengalami perubahan dari fase cair ke fase gas. Uap air yang dihasilkan dialirkan melalui pipa yang memiliki suhu lebih rendah sehingga mengalami kondensasi menjadi air murni. Pipa ini biasanya dialiri air dingin di sisi luarnya sehingga tidak ikut panas saat dilewati uap air. Air murni yang dihasilkan menetes masuk ke dalam penampung sehingga dalam waktu yang cukup lama diperoleh air murni yang banyak. Gambar 11.30 adalah ilustrasi proses penyulingan air. 871 Air campur zat lain Wadah Termometer Air pendingin keluar Air pendingin masuk Pendingin Air murni Aliran uap air Uap  air Gambar 11.30 Contoh skema alat penyuling. Air dipanaskan hingga mendidih sehingga dihasilkan banyak uap. Hany air yang menguap sedangkan zat lain di dalamnya tidak menguap. Jadi dalam uap terkandung molekul air semua. Uap air dialirkan ke bagian pendingin sehingga suhunya turun di bawah 100 o C. Akibatnya air kembali berubah ke wujud cair dan masuk ke wadah penampung dalam bentuk air murni. Dapatkah penyulingan digunakan untuk menghasilkan air minum? Jawabnya dapat. Air hasil penyulingan memang dapat langsung diminum. Tetapi masalahnya adalah biaya listrik atau biaya untuk menghasilkan kalor yang digunakan untuk menghasilkan air suling sangat mahal. Biaya listrik yang digunakan untuk menghasilkan satu liter air suling lebih mahal dari biaya yang digunakan untuk menghasilkan satu liter air dengan metode lain, seperti pengolahan pada instalasi air minum. Juga biaya listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu liter air suling lebih mahal daripada harga satu liter air kemasan. Karena masalah biaya menjadi pertimbangan utama maka proses penyulingan untuk menghasilkan air minum belum dilakukan secara massal. Pembuatan Garam Garam dibuat dengan menjemur air laut. Di dalam air laut terlarut zat- zat pembentuk garam seperti NaCl. Air laut sendiri tidak dapat langsung diubah menjadi garam karena konsentrasi zat terlarut masih rendah. Garam 872 hanya bisa terbentuk jika konsentrasi zat terlarut dalam air laut sangat tinggi. Untuk mencapai konsentrasi tinggi tersebut maka air laut perlu diuapkan dengan cara menjemur di tempat penampungan. Lama-kelamaan jumlah air makin sedikit sehingga konsentrasi zat terlarut makin tinggi. Pada konsentrasi yang sangat tinggi setelah penguapan yang lama tiba-tiba terbentuk kristal garam Gambar 11.31. Jadi dalam proses pembuatan garam terjadi perubahan wujud zat cair air laut menjadi uap air akibat penyerapan kalor dari matahari. Pembuatan garam efektif dilakukan saat musim kemarau. Saat ini sinar matahari sangat banyak dan tidak ada hujan yang jatuh di lokasi penjemuran air laut yang dapat menurunkan kembali konsentrasi zat terlarut. Gambar 11.31. Garam akan terbentuk jika sudah banyak air yang menguap sehingga konsentrasi zat dalam air laut sangat tinggi. Ini dicapai dengan penjemuran yang cukup lama. lensaindonesia.com

11.18. Pemanfaatan Sifat Perpindahan Kalor

Di bagian sebelumnya kita bahas pemanfaatan sifat penyerapan kalor oleh zat yang dapat menyebabkan suhu naikturun atau perubahan wujud zat. Berikut ini adalah beberapa aplikasi sifat perpindahan kalor. 873 Setrika Setrika memanfaatkan sifat konduksi logam yang digunakan untuk membuat dasar setrika. Pada setrika jaman dulu, yang dimasukkan ke dalam setrika adalah arang Gambar 11.32, kiri. Arang tersebut dibakar sehingga mengalami peningkatan suhu. Sisi atas logam alas setrika menjadi panas. Karena alas setrika dibuat dari bahan konduktor panas maka sisi bawah ikut panas yang selanjutnya digunakan untuk menghaluskan pakaian. Pengunci Tempat arang Pegangan Pengatur suhu Gambar 11.32 kiri Desain setrika arang dan kanan sertika listrik yang banyak digunakan saat ini kalinggasepeda.wordpress.com, depopelita.com Pada setrika listrik Gambar 11.32, kanan, sebuah elemen pemanas dipasang bersentuhan dengan sisi atas alas setrika. Ketika dialiri arus listrik, filamen mengalami pemanasan sehingga memanaskan sisi atas alas setrika. Karena alas setrika dibuat dari konduktor panas maka sisis bawah alas juga akan panas dan siap untuk digunakan untuk melicinkan pakaian. Setrika listrik yang ada sekarang telah dilengkapi dengan sensor suhu. Kalau suhu terlalu tinggi maka arus listrik tiba-tiba putus sehingga elemen pemanas berhenti dipanaskan. Suhu setrika tidak lagi bertambah panas. Ketika suhu kembali turun maka arus listrik kembali tersambung dan filament kembali mengalami pemanasan dan suhu setrika kembali naik. Dengan adanya sensor ini maka kita dapat mengatur suhu setrika sesuai dengan jenis kain yang akan dihaluskan. Termos Termos digunakan untuk menyimpan air panas sehingga panas dapat bertahan cukup lama. Ini hanya mungkin terjadi kalau dinding termos terbuat dari bahan isolator panas. Karena selalu dibawa-bawa maka termos harus