Perpindahan panas merupakan ilmu untuk meramalkan perpindahan energi
dalam bentuk panas yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau
material. Dalam proses perpindahan energi tersebut tentu ada kecepatan perpindahan
panas yang terjadi, atau yang lebih dikenal dengan laju perpindahan panas. Maka ilmu
perpindahan panas juga merupakan ilmu untuk meramalkan laju perpindahan panas
yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Perpindahan kalor dapat didefinisikan
sebagai suatu proses berpindahnya suatu energi (kalor) dari satu daerah ke daerah lain
akibat adanya perbedaan temperatur pada daerah tersebut. Ada tiga bentuk mekanisme
perpindahan panas yang diketahui, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Perpindahan Kalor secara Konduksi
Perpindahan kalor secara
konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari
daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah
dalam suatu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-medium yang
berlainan yang bersinggungan secara langsung sehingga terjadi
pertukaran energi dan momentum.
Gambar 2.1. Perpindahan panas konduksi pada dinding (J.P. Holman,hal: 33)
Laju perpindahan panas yang terjadi pada perpindahan panas konduksi adalah
berbanding dengan gradien suhu normal sesuai dengan persamaan berikut
Persamaan Dasar Konduksi :
dT/dx = gradient temperatur kearah perpindahan kalor.konstanta positif ”k” disebut
konduktifitas atau kehantaran termal benda itu, sedangkan tanda minus disisipkan agar
memenuhi hokum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ketempat yang
lebih rendah dalam skala temperatur.
2. Perpindahan Kalor secara Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas karena adanya gerakan/aliran/
pencampuran dari
bagian panas ke bagian yang dingin. Contohnya adalah kehilangan panas
dari radiator
mobil, pendinginan dari secangkir kopi dll. Menurut cara menggerakkan
alirannya,
perpindahan panas konveksi diklasifikasikan menjadi dua, yakni konveksi
bebas (free
convection) dan konveksi paksa (forced convection). Bila gerakan fluida
disebabkan
karena adanya perbedaan kerapatan karena perbedaan suhu, maka
perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi bebas (free / natural
convection). Bila gerakan
fluida disebabkan oleh gaya pemaksa / eksitasi dari luar, misalkan
dengan pompa atau
kipas yang menggerakkan fluida sehingga fluida mengalir di atas
permukaan, maka
perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi paksa (forced convection).
Proses pemanasan atau pendinginan fluida yang mengalir didalam saluran
tertutup seperti pada gambar 2.2 merupakan contoh proses perpindahan panas. Laju
perpindahan panas pada beda suhu tertentu dapat dihitung dengan persamaan
Tanda minus ( - ) digunakan untuk memenuhi hukum II thermodinamika, sedangkan
panas yang dipindahkan selalu mempunyai tanda positif ( + ).
3. Perpindahan Panas Radiasi
Perpindahan panas radiasi adalah proses di mana panas mengalir dari benda
yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda-benda itu terpisah di
dalam ruang, bahkan jika terdapat ruang hampa di antara benda - benda tersebut.
Energi radiasi dikeluarkan oleh benda karena temperatur, yang dipindahkan
melalui ruang antara, dalam bentuk gelombang elektromagnetik Bila energi radiasi
menimpa suatu bahan, maka sebagian radiasi dipantulkan , sebagian diserap dan
sebagian diteruskan . Sedangkan besarnya energi :
0 komentar:
Posting Komentar