Penerapan kegiatan yang memanfaatkan perpindahan kalor secara konduksi konveksi radiasi

Pernahkah kalian mencoba memasukan sendok besi ke dalam air yang panas? Jika hal itu dilakukan, maka panas dari ujung sendok yang terendam air lama kelamaan berpindah ke ujung lainnya yang tidak terendam. Hal inilah yang disebut dengan perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

Kalor atau panas merupakan salah satu bentuk energi, dimana banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari. Energi kalor juga dapat dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya atau benda satu dengan benda lainnya. Ada pun perpindahan kalor ini terbagi ke dalam tiga cara yaitu, konduksi, konveksi, dan radiasi.

Konduksi

Konduksi adalah perpindahan kalor dalam suatu zat padat yang tidak diikuti dengan perpindahan partikelnya. Peristiwa konduksi ini terjadi pada batang besi yang dipanaskan di atas bara api, saat salah satu ujung besi dipanaskan maka panas tersebut akan merambat ke ujung lainnya. Namun, saat terjadi perpindahan panas tersebut, partikel dari batang besi tidak ikut mengalami perpindahan.

Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi dua jenis yaitu konduktor dan isolator.

• Konduktor adalah benda/ bahan yang dapat mengantarkan kalor dengan baik. Konduktor dapat dimanfaatkan pada alat masak dari logam, raksa pada thermometer, tabung tembaga pada radioator mobil. Contoh konduktor adalah besi, tembaga, aluminium, silicon, dan perak.
• Isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan panas. Isolator dapat dimanfaatkan untuk pakaian dengan berbahan wol saat musim dingin, peralatan rumah tangga, dan digunakan oleh orang eskimo dalam membuat iglo. Contoh dari isolator adalah kayu, kaca, kertas, plastik.

Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat perantara dan disertai dengan perpindahan partikel zat. Peristiwa konveksi dapat terjadi pada zat cair atau gas, dimana terjadi karena adanya perbedaan massa jenis akibat pemanasan.

(Baca juga: Hal-Hal yang Perlu Kamu Ketahui tentang Suhu dan Kalor)

Contoh dari konveksi adalah saat air dipanaskan di atas kompor, air yang berada pada bagian bawah akan mengalami penurunan massa jenis akibat adanya panas sedangkan bagian atas memiliki massa jenis yang lebih tinggi. Hal tersebut menyebabkan air dengan massa jenis yang lebih tinggi akan bergerak ke bawah dan air dengan massa jenis yang rendah akan bergerak ke atas.

Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara/ medium. Radiasi hanya dapat terjadi pada gas dan ruang hampa udara. Contoh perpindahan panas melalui radiasi adalah perpindahan panas matahari ke bumi yang melalui ruang hampa udara, selain itu badan akan terasa hangat ketika kita berada di dekat api unggun.

Panas yang dirasakan saat deket dengan api unggun merupakan udara panas yang ditimbulkan dari api unggun yang tidak menyebar kearah mendatar melainkan udara panas bergerak ke atas. Hal tersebut dikarenakan udara panas mempunyai massa jenis yang kecil, sehingga udara tersebut mengarah ke atas.

Tyas Wening Selasa, 9 Februari 2021 | 08:30 WIB

Matahari yang menyinari Bumi adalah contoh peristiwa perpindahan panas (Pexels/Skitterphoto)

Bobo.id - Ketika matahari bersinar dengan terik di siang hari, kita akan menyebut hari itu terasa panas.

Hal ini disebabkan karena suhu yang tinggi akibat sinar matahari yang sampai ke Bumi.

Namun sebenarnya suhu berbeda dengan panas atau yang disebut juga sebagai kalor, teman-teman.

Secara sederhana, panas atau kalor adalah energi, sedangkan suhu adalah besaran yang digunakan untuk menyatakan derajat suatu benda.

Baca Juga: Panas atau Kalor Sering Dianggap Sama dengan Suhu, Padahal Keduanya Berbeda, Cari Tahu Perbedaannya

Ada berbagai contoh perpindahan panas atau kalor yang bisa kita lihat sehari-hari di sekitar kita.

Perpindahan panas ini juga dibagi menjadi tiga, yaitu perpindahan konveksi, perpindahan konduksi, dan perpindahan radiasi.

Yuk, ketahui berbagai contoh peristiwa perpindahan panas dalam kehidupan sehari-hari!

Page 2

Page 3

Pexels/Skitterphoto

Matahari yang menyinari Bumi adalah contoh peristiwa perpindahan panas

Bobo.id - Ketika matahari bersinar dengan terik di siang hari, kita akan menyebut hari itu terasa panas.

Hal ini disebabkan karena suhu yang tinggi akibat sinar matahari yang sampai ke Bumi.

Namun sebenarnya suhu berbeda dengan panas atau yang disebut juga sebagai kalor, teman-teman.

Secara sederhana, panas atau kalor adalah energi, sedangkan suhu adalah besaran yang digunakan untuk menyatakan derajat suatu benda.

Baca Juga: Panas atau Kalor Sering Dianggap Sama dengan Suhu, Padahal Keduanya Berbeda, Cari Tahu Perbedaannya

Ada berbagai contoh perpindahan panas atau kalor yang bisa kita lihat sehari-hari di sekitar kita.

Perpindahan panas ini juga dibagi menjadi tiga, yaitu perpindahan konveksi, perpindahan konduksi, dan perpindahan radiasi.

Yuk, ketahui berbagai contoh peristiwa perpindahan panas dalam kehidupan sehari-hari!

Pernahkah anda membuat api unggun pada saat kemah? Bagaimana caranya kalor dapat berpindah dari api unggun ke tubuh kita? Nah pada kesempatan ini akan diulas mengenai cara perpindahan kalor. Bagaimanakah cara kalor itu berpindah? Ada berapa jenis perpindahan kalor?

Sama halnya seperti energi, kalor juga dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Kalor dapat berpindah dengan tiga cara, yaitu konduksi atau hantaran, konveksi atau aliran, dan radiasi atau pancaran.

Perpindahan kalor secara konduksi atau hantaran

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Berdasarkan daya hantar kalor, benda dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1) Konduktor

Konduktor adalah zat yang memiliki daya hantar kalor baik. Contoh bahan yang bersifat konduktor adalah besi, baja, tembaga, aluminium, dan lain-lain. Dalam kehidupan sehari-hari, dapat kamu jumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan konsep perpindahan kalor secara konduksi, antara lain: setrika listrik, solder, dan lain-lain

2) Isolator

Isolator adalah zat yang memiliki daya hantar kalor kurang baik. Contoh : kayu, plastik, kertas, kaca, air, dan lain-lain. Oleh karena itu, alat-alat rumah tangga seperti setrika, solder, panci, wajan terdapat pegangan dari bahan isolator. Hal ini bertujuan untuk menghambat konduksi panas supaya tidak sampai ke tangan kita.

2) Semikonduktor

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara isolator dan konduktor. Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar listrik. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering digunakan adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide.

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor elektron)

Perpindahan kalor secara konveksi atau aliran

Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Kamu dapat memahami peristiwa konveksi, antara lain:

1. Pada zat cair karena perbedaan massa jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem aliran air panas.
2. Pada zat gas karena perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut, sistem ventilasi udara, untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam ruangan dipasang AC atau kipas angin, dan cerobong asap pabrik.

Contoh peristiwa konveksi adalah pada saat memanaskan air dengan cerek atau ketel, di dalam cerek atau ketel  akan terjadi aliran air secara terus menerus selama pemanasan, hal ini disebabkan karena perbedaan massa jenis zat. Air yang menyentuh bagian bawah gelas kimia tersebut dipanasi dengan cara konduksi. Akibat air menerima kalor, maka air akan memuai dan menjadi kurang rapat. Air yang lebih rapat pada bagian atas itu turun mendorong air panas menuju ke atas. Gerakan ini menimbulkan arus konveksi. Pada bagian zat cair yang dipanaskan akan memiliki massa  jenis menurun sehingga mengalir naik ke atas. Pada bagian tepi zat cair yang dipanaskan konveksi yang terjadi seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pada bagian tengah zat cair yang dipanaskan, konveksi yang terjadi seperti ditunjukkan pada gambar berikut

Contoh lain dari peristiwa konveksi adalah terjadinya angin laut dan angin darat.  Angin laut dan angin darat merupakan contoh peristiwa alam yang melibatkan arus konveksi pada zat gas. Tahukah kamu bagaimana terjadinya angin laut dan angin darat?

Pada siang hari daratan lebih cepat panas daripada lautan. Hal ini mengakibatkan udara panas di daratan akan naik dan tempat tersebut diisi oleh udara dingin dari permukaan laut, sehingga terjadi gerakan udara dari laut menuju ke darat yang biasa disebut angin laut. Angin laut terjadi pada siang hari, biasa digunakan oleh nelayan tradisional untuk pulang ke daratan. Bagaimanakah angin darat terjadi?

Pada malam hari daratan lebih cepat dingin daripada lautan. Hal ini mengakibatkan udara panas di permukaan air laut akan naik dan tempat tersebut diisi oleh udara dingin dari daratan, sehingga terjadi gerakan udara dari darat menuju ke laut yang biasa disebut angin darat. Angin darat terjadi pada malam hari, biasa digunakan oleh nelayan tradisional untuk melaut mencari ikan. 

Contoh yang lain di dalam kehidupan sehari-hari yang melibatkan proses konveksi adalah cerobong  asap pabrik. Tahukah kamu mengapa cerobong asap pabrik di buat tinggi? Coba anda cari jawabannya dengan menggunakan konsep konveksi.

Perpindahan kalor secara Radiasi atau pancaran

Mungkin anda sebagai siswa tidak asing dengan istilah api unggun. Api unggun yang sering dinyalakan ketika melakukan kegiatan kemah atau pramuka pada malam hari. Apa yang dapat kamu rasakan saat kamu berada di sekitar nyala api unggun? Kamu akan merasakan hangatnya api unggun dari jarak berjauhan. Bagaimanakah panas api unggun dapat sampai ke badanmu? Kalor yang kamu terima dari nyala api unggun disebabkan oleh energi pancaran. Kalor ini berpindah tanpa melalui zat perantara. Jadi pengertian Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.  

Contoh lain yang merupakan peritiwa radiasi adalah peristiwa panasnya sinar matahari hingga sampai ke bumi. Peristiwa ini dimanfaatkan untuk mengeringkan sesuatu misalnya menjemur pakaian. Jika tidak ada peristiwa radiasi anda tidak akan bisa mengeringkan pakaian. Bagaimana cara mengetahui adanya radiasi atau pancaran kalor?

Alat yang digunakan untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau energi pancaran kalor disebut termoskop. Termoskop terdiri dari dua buah bola kaca yang dihubungkan dengan pipa U berisi air alkohol yang diberi pewarna. Perhatikan gambar!

Salah satu bola lampu dicat hitam, sedangkan yang lain dicat putih. Apabila pancaran kalor mengenai bola A, hal ini mengakibatkan tekanan gas pada bola A menjadi besar. Hal ini mengakibatkan turunnya permukaan zat cair yang ada di bawahnya. Bagaimanakah sifat radiasi dari berbagai permukaan?

1. Permukaan benda hitam, kusam, dan kasar merupakan pemancar dan penyerap kalor yang baik.
2. Permukaan benda putih, mengkilap dan halus merupakan pemancar dan penyerap kalor yang buruk

Oleh karena itu jika anda ingin melancong ke pantai pada siang hari jangan menggunakan pakaian hitam gunakan pakaian yang mengkilap atau putih. Kenapa? Ini akan berlaku konsep perpindahan kalor secara radiasi.