Kalor Sebagai Perpindahan Energi

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Kalor (heat) secara impulsif mengalir dari objek yg bertemperatur lebih tinggi ke temperature lebih rendah. Kalor didefinisikan sebagai energi yg dipindahkan dari satu daerah ke daerah yg lain dikarenakan a&ya perbedaan temperature. Dalam satuan internasional, sebagaimana dengan energy lain, satuannya yakni Joule. Dalam satuan lain, Kalor sanggup dinyatakan dalam kalori. 1 kalori merupakan besarnya energy yg diperlukan untuk menaikkan temperature 1 gram air sebanyak 1^oC . 1 kalori sama dengan 4.186 Joule.

Jumlah total dari seluruh energy dari semua molekul yg ada pada sebuah objek dinamakan energy dalam (internal energy). Temperatur (dalam satuan Kelvin), yakni sebuah ukuran dari energy kinetic rata-rata dari molekul individu. Karena perbedaan temperature maka energy kinetic dari molekul pun berbeda. Pada alhasil energy dalam bentuk Kalor berpindah dari objek yg bertemperatur tinggi (energi kinetic tinggi) ke temperatur rendah (energi kinetic rendah). Perlu di perhatikan bahwa arah perpindahan Kalor tergantung dari perbedaan temperatur, buka perbedaan energy dalam. 

Temperatur

Temperatur merupakan sifat kuantitatif dari Kalor / dinginnya suatu benda. Temperatur sanggup dinyatakan dengan satuan Kelvin, Celisius, Farhenheit, Reamur, & lain-lain. Hu.bungan anatata satuan-satua tersebut ialah

[°F] = [°C] × 9⁄5 + 32

[°Ré] = [°C] × 4⁄5

[K] = [°C] + 273.15

Kalor Jenis (Specific Heat)

Ketika suatu obek dipanaskan, maka temperatur objek tersebut meningkat. Kalor jenis (specific heat) yakni salah sifat yg dimiliki setiap bahan2. Secara definisi, Kalor jenis yakni jumlah banyaknya energy untuk menaikan temperatur suatu benda setiap satuan massanya. Secara matematis disederhanakan menjadi c=Q/m∆T.

Kalor Laten & Kalor Sensibel

Suatu objek yg mendapatkan energy Kalor, temperaturnya menjadi naik. Namun adakalanya temperaturnya tetap. Sebagai contoh, pada ketika memanaskan air, sesudah mencapai 100 ^oC, temperaturnya tetap terjaga di titik terebut. Pada ketika itu terjadi perubahan2 fasa dari cair ke gas (uap). Hal ini terjadi sebab energy Kalor yg diterima oleh air dipakai untuk merubah fasa. Energi ini dinamakan kalor laten. Se&gkan pada ketika memanaskan air dari temperatur ruangan misalnya, temperatur akan sanggup dengan gampang terdeteksi kenaikannya dengan menggunakan thermometer, Ini yg dinamakan dengan kalor sensible.

Kalor Jenis

Kalor jenis merupakan sifat dari suatu bahan2/objek yg menawarkan seberapa banyak energy yg diperlukan / dibuang oleh objek tersebut untuk menaikkan / menurunkan temperaturnya. Kalor jenis mempunyai satuan J/kgK. Energi yg diperlukan untuk menaikan / menurunkan temperatur suatu benda sanggup dtuliskan

Azas Black menyatakan Jika ada 2 buah bahan2/benda dimana terjadi pelepasan & penerimaan kalor, maka besarnya kalor yg dilepaskan sama dengan kalor yg diterima

Perpindahan Kalor

Sampai ketika ini telah disepakati bahwa ada tiga macam metode perpindahan Kalor, yaitu konduksi, konveksi, & radiasi.

Konduksi

Pada ketika suatu batang logam panjang dipanaskan di salah satu ujungnya sehingga temperaturnya menjadi naik, maka Kalor akan menjalar dari ujung tersebut ke ujung yg lain. Perpindahan Kalor menyerupai ini yg dinamakan dengan konduksi. Pada konduksi dbutuhan medium perpindahan kalor & tidak terjadi perpindahan molekul, yg terjadi hanya perpindahan energy kalor. Perpindahan kalor secara konduksi sanggup ditulis secara matematis, yaitu:

q=kA(T1-T2)/l

Dimana k yakni konduktifitas termal, A dalah Luas permukaan, T yakni temperatur, l yakni tebal benda, & q yakni energy tiap satuan waktu.

Konveksi

Pada ketika memanaskan air yg tadinya bersuhu ruangan di sebuah panci, maka yg terjadi yakni temperatur air yg ada di akrab permukaan panci menjadi lebih tinggi. Secara alami terjadi bahwa molekul yg mempunyai temperatur lebih tinggi, maka kerapatannya menjadi lebih rendah. Ini artinya molekul yg berada di akrab permukaan panci menjadi lebih ringan. Akhirnya molekul air yg ringan ini bergerak ke atas, kemudian posisi dari molekul tersebut digantikan dengan molekul yg lebih dingin. Molekul yg lebih cuek ini pun alhasil menjadi lebih Kalor sebab akrab dengan permukaan panci, alhasil molekul ini juga naik. Begitu seterusnya. Perpindahan Kalor semacam ini dinamakan konveksi. Konveksi melibatkan perpindahan molekul & membutuhkan medium. Secara matetmatis konveksi dituliskan 

q=hA(T1-T2)

Dimana h yakni koefisien konveksi & q yakni enrgy Kalor yg dipindahakan setiap satuan waktu. 

Radiasi

Bumi mendapatkan sinar & Kalor dari matahati. Diantara bumi & matahari sebagian besar yakni ruang kosong (hampa), tidak ada medium perpindahan Kalor. Oleh karenanya perpindahan Kalor dari matahari ke bumi bukanlah dengan cara konduksi maupun konveksi, melainan radiasi. Pada dasarnya matahari memancarakan radiasi gelombang elektromagnetik hingga hingga dibumi. Radiasi yg diterima bumi terdir dari aneka macam macam panjagng gelombang, termasuk panjang gelombang cahata tampak sehingga kita sanggup melihat dengan terang di siang hari. Selain cahaya tampak, terdapat pula panjang gelombang yg tidak tampak, salah satunya yakni Infra Red. Panjang gelombang inilah yg merupakan radiasi Kalor. Pepindahan Kalor dengan radiasi tidak memerlukan medium & juga tidak membutuhkan perpindahan molekul.

Besarnya laju pemikiran perpindahan Kalor secara radiasi, secara matetamats dituliskan :

Dimana e yakni emissifitas, yg besarnya antara 0 & 1. Idealnya benda hitam tepat mempunyai nilai e =1. Notasi σ yakni konstanta Stefan boltzman yaitu 5.67 x 10^-8 W/m²K⁴.