lingkungan itu seperti temperatur, ketersediaan CO
2
, cahaya matahari, kecepatan angin, ketersediaan unsur hara dan air.
G. Keseimbangan Termal dan Pindah Panas
Kalor atau panas merupakan salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari suatu sistem ke sistem yang lain sebagai akibat dari adanya
perbedaan temperatur Çengel, 2003. Sedangkan pendinginan merupakan proses membuang atau memindahkan kalor ke sistem lain secara paksa.
Dalam suatu siklus massa khususnya air larutan nutrisi yang didinginkan pada hidroponik sistem NFT terjadi suatu proses keseimbangan termal.
Keseimbangan ini memenuhi hukum termodinamika pertama yang menyebutkan bahwa energi E tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan,
tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu ke bentuk lainnya. Keseimbangan dalam suatu sistem dapat dinyatakan bahwa net perubahan penambahan atau
pengurangan energi keseluruhan pada suatu sistem selama menjalani proses ∆E
sistem
adalah setara dengan perbedaan total energi yang masuk E
in
dan total energi yang meninggalkan sistem tersebut E
out
. Ditulis secara matematis sebagai :
E
in
– E
out
= ∆E
sistem
...................................................................................... 1 Kalor dapat berpindah melalui 3 cara, konduksi, koveksi dan radiasi.
Semua cara perpindahan kalor tersebut disebabkan oleh adanya perbedaan temperatur dan ketiganya berlangsung dari temperatur tinggi menuju
temperatur rendah. Proses perpindahan kalor memenuhi hukum-hukum sebagai berikut :
1. Konduksi Laju pindah panas konduksi sebanding dengan luas permukaan suatu
medium dikalikan dengan perbedaan temperatur dan berbanding terbalik dengan tebal medium. Dinyatakan dalam persamaan matematis hukum
Fourier sebagai berikut :
•
Q
cond
= - ……………………………………………………….. 2
dimana : k
= konduktivitas termal bahan, Wm K A
= luas penampang panas mengalir secara tegak lurus secara konveksi, m
2
dTdx = gradien temperatur pada ketebalan medium x, Km 2. Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi diikuti oleh perpindahan partikel suatu massa dalam bentuk fluida. Pengaruh konveksi secara menyeluruh
dinyatakan oleh hukum Newton tentang pendinginan.
•
Q
conv
= h A
s
T
s
- T
∞
………………………………………………… 3 dimana :
h = koefisien perpindahan kalor konveksi, Wm
2 o
C A
s
= luas permukaan yang dilalui kalor, m
2
T
s
= temperatur permukaan,
o
C T
∞
= temperatur fluida yang jaraknya cukup jauh dari permukaan medium,
o
C 3. Radiasi
Radiasi merupakan energi yang dipancarkan oleh suatu benda dalam bentuk gelombang elektromagnetik foton sebagai akibat dari perubahan
konfigurasi elektron dari atom atau molekulnya Çengel, 2003. Laju perpindahan kalor dengan cara radiasi dinyatakan sebagai:
•
Q
emit
= σ A
s
T
s 4
………………………………………………………. 4 dimana :
σ = konstanta
Stefan-Boltzman 5.67 × 10
-8
Wm
2 o
K
4
III. METODOLOGI
Kategori