7
BAB II DASAR TEORI
A. Kalor dan Perpindahannya
Panas dapat dipindahkan dari satu sistem ke sistem lain, yang suhunya berbeda Suparno, 2009. Aliran energi yang menyebabkan perbedaan suhu
diantara sistem dan lingkungan biasanya disebut aliran panas atau perpindahan panas. Pada hakikatnya, perpindahan panas atau kalor dapat dilakukan dengan
tiga cara yaitu konduksi atau hantaran, konveksi atau aliran, dan radiasi atau pancaran. Bila suatu benda dengan massa m dan dipanaskan sehingga terjadi
perubahan suhunya ΔT, maka banyaknya panas Q yang diperlukan Suparno,
2009: � = . c. ∆T
2.1 dengan c = panas jenis zat Jkg.K
1. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas melewati suatu bahan, tanpa disertai perpindahan partikelnya. Perpindahan panas secara konduksi pada
gambar 2.1 terjadi pada suatu keping datar plan-paralel dengan luas kedua permukaan bidang yang berhadapan sebesar A. Masing-masing permukaan
bidang memiliki suhu yang konstan, sebesar T
1
dan T
2
dengan T
1
T
2
. Tebal keping datar plan-paralel adalah l dan arus panas H mengalir dari
8
permukaan bidang yang bersuhu T
1
ke permukaan bidang lain yang bersuhu T
2
.
Arus panas H berbanding lurus dengan luas penampang. Arus panas H
juga berbanding lurus dengan beda suhu T
1
- T
2
dan berbanding terbalik dengan tebal keping l. Arus panas H mengikuti persamaan 2.2 sebagai
berikut Benson, 1995; Naga, 1991:
� = . � . � − �
2.2 Persamaan 2.2 dapat ditulis kembali menjadi persamaan 2.3:
� = . � . ∆�
∆� 2.3
dengan H = arus panas W
k = konduktivitas panas Wm.K
A = luas penampang m
2
ΔT = beda suhu K Δx = tebal m
Gambar 2.1 Konduksi panas pada keping
9
Perpindahan panas secara konduksi pada banyak material dapat pula digambarkan seperti dibawa melalui tabrakan molekular. Pada satu sisi
obyek dipanaskan, molekul obyek menjadi semakin cepat. Hal tersebut dikarenakan suhu yang semakin tinggi. Sehingga molekul-molekul yang
menjadi lebih cepat tersebut bertabrakan dengan molekul-molekul yang lebih lambat, dan mereka memindahkan sebagian energi kinetik yang
menyebabkan kecepatannya menjadi meningkat. Tabrakan molekul dengan memindahkan sebagian energi kinetiknya berlangsung sepanjang obyek.
Pada logam, tabrakan dari elektron bebas di dalam logam merupakan yang paling bertanggung jawab atas terjadinya konduksi Giancoli, 2014.
Berdasarkan kemampuan menghantarkan panas, zat dibagi menjadi dua golongan yaitu konduktor, dan isolator. Konduktor merupakan zat yang
mudah menghantarkan panas. Zat-zat yang termasuk dalam kategori konduktor memiliki nilai konduktivitas panas, k yang besar, seperti perak,
tembaga, dan aluminium. Adapun, isolator merupakan zat yang sukar menghantarkan panas. Sehingga dapat dikatakan bahwa isolator sebagai
konduktor yang buruk, karena memiliki nilai konduktivitas panas, k yang kecil, seperti wool, fiberglass, kayu, gabus, dan udara Suparno, 2009;
Giancoli, 2014.
10
2. Konveksi
Kategori