Perpindahan Kalor Secara Konduksi, Konveksi dan Radiasi
Sebuah ketel berisi air dingin yang diletakkan di atas api, maka suhu air tersebut akan naik. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat energi (kalor) yang mengalir dari api ke air yang dingin tersebut.Ketika dua benda dengan suhu berbeda saling bersentuhan, maka kalor pun mengalir seketika dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Aliran kalor ini terjadi selalu dalam arah yang cenderung menyamakan suhu antara kedua benda.
Jika kedua benda beda suhu bersentuhan cukup lama, maka suhu keduanya pun akan menjadi sama. Kondisi dimana kedua benda pada kondisi suhu yang sama ini disebut sebagai keadaan setimbang termal, yang berarti tidak ada lagi kalor yang mengalir di antara keduanya.
Contoh sederhana dapat dilihat pada termometer tubuh yang ketika pertama kali dimasukkan ke mulut pasien, maka kalor mengalir dari mulut pasien ke termometer, ketika pembacaan suhu berhenti naik, maka termometer setimbang dengan suhu tubuh orang tersebut.
Ya, kalor merupakan salah satu bentuk energi yang sangat akrab dengan kehidupan manusia. Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu sistem ke sistem yang lain akibat adanya perbedaan suhu. Sebaliknya, ketika terdapat perbedaan suhu antara dua sistem, maka akan terjadi perpindahan kalor.
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu. Perpindahan kalor dari satu benda ke benda yang lain dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Baca juga: Dimensi Besaran Fisika
Berikut ini adalah penjelasan dari tiga cara perpindahan kalor
1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi (Hantaran)
Perpindahan kalor secara konduksi atau secara hantaran kalor pada banyak materi dapat digambarkan sebagai hasil tumbukan molekul - molekul. Ketika suatu ujung benda dipanaskan, maka molekul-molekul dalam benda tersebut bergerak lebih cepat. Molekul ini kemudian mentransfer sebagian energi ke molekul-molekul lain, yang kemudian lajunya bertambah.Energi gerak termal yang ditransfer oleh tumbukan molekul sepanjang benda inilah yang mengakibatkan terjadinya konduksi. Konduksi merupakan cara perpindahan kalor melalui suatu benda yang tidak disertai perpindahan benda tersebut, melainkan hanya molekul di dalamnya saja yang bertumbukan tanpa berpindah. Konduksi atau hantaran kalor hanya terjadi ketika ada perbedaan suhu.
Contoh perpindahan kalor secara konduksi
Ketika sebatang logam salah satu ujungnya dipanaskan, maka beberapa saat kemudian, satu ujung yang lain akan ikut panas meskipun tidak bersentuhan dengan api.
Contoh lain, ketika sebuah sendok logam dicelupkan dalam secangkir kopi yang panas, maka beberapa saat kemudian, ujung pegangan sendok juga menjadi panas. Hal ini menunjukkan bahwa kalor dihantarkan dari ujung yang panas ke ujung lain yang lebih dingin.
Baca juga: Struktur Polimer: Pengertian dan Sifat
2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi (Aliran)
Perpindahan kalor secara konveksi atau aliran kalr adalah proses di mana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain. Bila pada konduksi molekul (atau elektron) hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, dalam konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar.
Beberapa jenis zat yang bukan merupakan penghantar kalor yang sangat baik secara konduksi, justru bisa mentransfer kalor cukup cepat dengan cara konveksi. Sebagai contoh, sebuah peristiwa alam yang termasuk konveksi adalah terjadinya angin darat dan angin laut. Perbedaan suhu yang ada di darat dan di laut membuat udara panas mengalami pergerakan.
Ketika siang hari, daratan lebih cepat panas daripada laut, karenanya udara di atas daratan naik dan udara sejuk di atas laut bergerak ke darat. Ini terjadi karena tekanan udara di atas permukaan laut lebih besar, sehingga angin laut bertiup dari permukaan laut menuju daratan. Sebaliknya, di malam hari, daratan lebih cepat dingin, sehingga udara bergerak dari daratan ke lautan atau yang disebut angin darat.
Baca juga: Teleskop: Sejarah, Pengertian dan Bagian - Bagian
3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi (Pancaran)
Baik perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi memerlukan adanya materi sebagai medium untuk membawa kalor dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Tetapi, pada perpindahan kalor secara radiasi (pancaran), kalor dapat berpindah tanpa medium apapun.Pada dasarnya radiasi terdiri dari gelombang elektro-magnetik. Radiasi paling mudah diamati pada kehidupan dunia ini yang bergantung pada transfer energi dari Matahari. Nah, energi dari matahari ini ditransfer ke Bumi melalui ruang hampa (hampa udara). Bentuk transfer energi dalam bentuk kalor ini terjadi karena suhu Matahari jauh lebih besar (6.000 K) daripada suhu permukaan bumi. Kondisi inilah yang dinamakan sebagai radiasi.
Contoh perpindahan kalor secara radiasi yang lain adalah perpindahan kalor yang terjadi ketika kita berdiri di sekitaran api unggun. Meski tidak ada molekul api yang sampai ke tubuh kita, kita akan tetap bisa merasakan panasnya karena kalornya yang disampaikan secara radiasi.
Rangkuman Materi Perpindahan Kalor
- Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu
- Konduksi merupakan cara perpindahan kalor melalui suatu bahan yang tidak disertai perpindahan bahan tersebut
- Konveksi merupakan proses perpindahan kalor atau yang disertai perpindahan molekul zat akibat perbedaan massa jenis
- Radiasi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi tanpa zat perantara apapun