Rumus Perpindahan Kalor Dan Contoh Soal Serta Pembahasannya

Ilmupengetahuanala.id- Halo apa kabarnya kalian hari ini? Semoga dalam keadaan sehat selalu ya? Kali ini kita akan membahas apa itu rumus dan 3 jenis perpindahan kalor. Sebelum membahas jenis perpindahan kalor, kalian harus mengetahui apa itu kalor? Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Untuk mengetahui dan memahaminya lebih dalam lagi silahkan anda baca pembahasan lengkap tentang Suhu dan kalor.

Artikel Suhu dan Kalor

3 Jenis Perpindahan Kalor

Energi panas atau yang kita kenal dengan kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Ada tiga cara kalor dapat berpindah dari benda ke benda yang lainnya. Tiga jenis cara perpindahan kalor tersebut adalah sebagai berikut:

Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Konduksi adalah perpndahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel zat. Perpindahan kalor secara konduksi berlangsung pada benda padat terutama logam. Contoh nyata perpindahan kalor secara konduksi dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita membuat secangkir teh, sendok teh kita yang terbuat dari logam (alumunium) batangnya akan terasa hangat ketika dicelupkan kedalam air teh tersebut. Atau jika dirumah kita mau menggoreng atau memasak maka pegangan dari alat pengorengan akan terasa panas. Hal ini, terjadi perpindahan panas dari bagian bawah penggorengan yang terkena api ke atas.

Selama perpindahan panas tersebut, tidak ada perpindahan dari partikel-partikel benda tersebut. Berikut ini contoh peristiwa konduksi di antaranya sebagai berikut ini:

  • Ketika mengaduk minuman panas dengan sendok logam, ujung sendok yang kita pengan terasa panas.
  • Penggorengan yang terbuat dari logam biasanya memiliki pengangan berbahan yang buruk dalah menghantarkan panas yang biasanya disebut dengan bahan isolator.
  • Saat kamu membeli bakso atau soto yang kuahnya panas, coba pengan mangkuknya, mangkuknya juga akan terasa panas, bukan?
Baca juga >>
Apa yang Menjadi Objek Pengamatan IPA?

Rumus laju perpindahan kalor secara konduksi dapat dirumuskan sebagai berikut:

Pada umumnya, logam merupakan penghantar panas yang baik. Berikut ini data konduktivitas panas beberapa logam:

                                        Konduktivitas Termal Beberapa Bahan

Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi ke suhu rendah yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh dari perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita memasak air. Air pada bagian bawah akan naik ke atas dan mengakibatkan seluruh air akan mendapatkan kalor sehingga menaikkan suhu air tersebut.

Konveksi udara dapat dijumpai pada hal-hal berikut.

  • Terjadinya angin darat dan angin laut. Terjadinya angin darat pada malam hari dan angin  laut pada siang hari. Pada malam hari, daratan lebih cepat dingin sehingga massa jenis udara di atas daratan lebih besar dan berpindah ke atas laut yang lebih ringan. Dan sebaliknya, pada siang hari daratan lebih cepat panas sehingga udara dari atas laut mengalir ke arah daratan.
  • Cerobong asap pabrik yang berguna untuk mengadalan sirkulasi udara
  • Pengharum ruangan yang diletakkan pada pendingin udara (AC) dapat tercium ke seluruh bagian ruangan.

Berikut ini rumus laju perpindahan kalor secara konveksi

                            Perpindahan Kalor secara konduksi

Perpindahan kalor secara radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Pernahkah kamu duduk di dekat api unggun? Maka, kamu akan merasakan panas jika berada diidekatnya. Perpindahan panas ini dilakukan secara radiasi.

Contoh Soal dan Pembahasan Perpindahan Kalor

Contoh Soal dan Pembahasan Rumus Perpindahan kalor Secara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

  1. Hitunglah kecepatan aliran kalor melalui jendela kaca dengan luas kaca 2.0 m x 1.5 m dan tebal 3.2 mm jika suhu pada permukaan dalam dan luar adalah 15 C dan 14 C jika K =0.884 W/mK)
    penyelesaian
    diketahui A = 2 x 1.5 =3 m^2
    l = 3.2 x 10-3 m
    T1= 15 C
    T2 = 14 C
    ditanyakan Kecepatan ΔQ/Δt
    Jawab
    ΔQ/Δt = 0.884 . 3 .1/3.2×10-3 = 828,75 J/s
  2. Permukaan dalam suatu dinding rumah dijaga agar beruhu tetap 30 C pada saat udara luar 20 C. Berapa banyaknya kalor yang hilang karena konveksi alami pada dinding berukuran 8 x 4 m selama sehari jika koefisien rata-rata 3.5 W/m^2K
    Penyelesaian
    Diketahui
    T1 = 30 C
    T2 = 20 C
    ΔT = 10
    A = 8×4=32 m2
    Δt = 24 jam = 86.400 s
    h = 3.5 W/m2K
    Jawab
    ΔQ = hAΔt ΔT
    ΔQ = 3.5 . 32 . 10 . 86400
    ΔQ = 9.68 x 107 J
Baca juga >>
Vitual

Demikianlah pembahasan lengkap tentang 3 jenis perpindahan kalor baik secara konduksi, konveksi dan radiasi yang dilengkapi dengan beberapa contoh soal serta pembahasan lengkap.