Staff Site Universitas Negeri Yogyakarta

PERAMBATAN PANAS
(Heat Transfer)
PENGANTAR
KUANTITAS
KALOR
PERAMBATAN
KALOR
KONDUKSI
KONVEKSI
RADIASI

Ikhwanuddin, MT
FT-UNY

PENGANTAR

Apakah beda panas dan suhu?
Apa pengertian kalor?
Apa satuan dan simbol kalor?

PENGANTAR

1. Beda Panas dan Suhu
Panas adalah
•Dapat dirasakan
•Bentuk energi
•Dapat ditransfer
Suhu adalah
•Ukuran kehadiran panas
•Tidak dapat ditransfer

PENGANTAR
2. Pengertian kalor
Kalor adalah
•Sesuatu yang dipindahkan antara suatu sistem dan
lingkungannya akibat perbedaan suhu
•Energi yang mengalir dari suatu benda ke benda lain
karena perbedaan suhu antara keduanya

PENGANTAR
3. Satuan dan simbol kalor
Satuan Kalor adalah

kalori (kal=cal;kcal=10-3 kcal) (SI)
1 kcal= 3,968 Btu (british thermal unit)
1 kcal = jml kalor yang diperlukan 1 kg air untuk
menaikkan suhunya sebesar 1 ⁰C
Simbol kalor = Q

KUANTITAS KALOR

Bagaimana cara menghitung jumlah kalor suatu
benda?

KUANTITAS KALOR
Menghitung kuantitas Kalor
1. Berdasarkan Kapasitas Kalor (C=heat capacity)
Kapasitas Kalor (C) adalah jumlah kalor (Q) yang
diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar ΔT

Q
Rumus: C 
.......... (1)

T
Jadi:

ΔQ= C.ΔT ........... (2)

KUANTITAS KALOR
Menghitung kuantitas Kalor
2. Berdasarkan Kalor Jenis (c=cp=specific heat)
Kalor Jenis (cp) adalah kapasitas kalor (C) per satuan
massa benda (m)
Rumus:
Jadi

C
cp 
m

Q
=
m.T

ΔQ = m.cp.ΔT ............ (4)

....... (3)

KUANTITAS KALOR
Kalor Jenis (c=cp) beberapa zat
Zat

Kalor jenis
(cal/gr⁰C)

Kalor jenis
(J/gr⁰C)

Aluminium

0,215

0,900

Karbon

0,121

0,507

Tembaga

0,0923

0,386

Timbal

0,0305

0,128

Perak

0,0564

0,236

Catatan: Kalor Jenis (cp) air = 1 cal/g ⁰C

PERAMBATAN KALOR

Bagaimana cara kalor merambat?
Bagaimana menghitung jumlah kalor yang
merambat?

PERAMBATAN KALOR
Cara kalor merambat atau berpindah
Ada 3 cara perambatan kalor,yaitu:
1. Konduksi (Conduction)
2. Konveksi (Convection )
3. Radiasi (Radiation)

KONDUKSI

• Perambatan kalor didalam benda padat
•Perambatan kalor antar benda padat yang bersentuhan
secara langsung

KOMVEKSI

• Perambatan kalor didalam zat cair atau udara
• Perambatan kalor antar benda padat melalui media
liquid atau udara

RADIASI

• Perambatan kalor antar benda melalui pancaran
langsung, tanpa media/perantara

PERHITUNGAN RAMBATAN
KALOR

PERHITUNGAN KONDUKSI
Suatu lempengan benda memiliki luas penampang A,
tebal Δx, perbedaan suhu antar kedua permukaan ΔT.
Akan dihitung kalor (ΔQ) yang mengalir pada lempeng
benda selang waktu Δt.
T1

A
L

T2

PERHITUNGAN KONDUKSI

Berdasaran penelitian:
• ΔQ sebanding Δt
• ΔQ sebanding A
• ΔQ sebanding ΔT/Δ x (asalkan ΔT/Δx kecil)
Dibuat persamaan :

Q
T
A
t
x

(kira-kira)

PERHITUNGAN KONDUKSI

• Laju aliran kalor dianalogikan dengan aliran fluida.
• Laju aliran kalor (H) didefinisikan sebagai jumlah kalor
(ΔQ) yang mengalir pada suatu penampang per
satuan waktu (Δt)

Q
Dibuat persamaan: H 
t
Atau:

.......... (5a)

ΔQ = H. Δt .......... (5b)

PERHITUNGAN KONDUKSI

Skema Laju aliran kalor pada benda solid

ket: A: Luas permukaan, L: tebal , T1&T2: suhu
permukaan.

PERHITUNGAN KONDUKSI

• Pada Δx yang sangat kecil, maka tebal lempeng=dx,
dan beda suhu dT.
• Laju aliran kalor (H) dapat dinyatakan sebagai:

dT
H  k . A.
dx

ket:
dT/dx=gradien suhu

........ (6a)

PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN
BERLAPIS

Laju aliran kalor (H) dapat dinyatakan sebagai:

T1  T2 ........... (6b)
H k . A
L
ket:
• k = konstanta konduktivitas termal (kcal/det.m.⁰C)
• T1=suhu pada t1, dan T2= suhu pada t2
• Benda dengan k besar=konduktor yang baik

PERHITUNGAN KONDUKSI BAHAN
BERLAPIS
Konsep Konduktivitas dan Konduktan
Konduktivitas panas (k) adalah:
kecepatan aliran panas melalui benda homogen pada
permukaan seluas 1 m2 dan ketebalan 1 m. Satuan:
J/s.m. oC
Konduktan panas (k’ ) adalah :
kecepatan aliran panas melalui benda homogen pada
permukaan seluas1 m2, pada ketebalan tertentu (