Perpindahan Kalor : Pengertian – Macam – Rumus dan Contoh Soal

Indonesia adalah salah satu negara yang sangat mementingkan ilmu fisika dan salah satu penggunaannya terlihat pada dunia pendidikan, kini berbagai sekolah di Indonesia selalu mengajarkan ilmu fisika dengan berbagai tingkatan. Pentingnya ilmu fisika dinilai dari berbagai hal yang terjadi di kehidupan sehari-hari dan ilmu fisika juga sangat berkaitan dengan berbagai kondisi yang terjadi pada manusia ataupun benda. Salah satu bahasan yang selalu ada dalam ilmu fisika adalah perpindahan kalor, kerena perpindahan jenis ini banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari dan ada berbagai hal yang terjadi saat proses perpindahan kalor.

Perpindahan kalor adalah salah satu cara berubahnya posisi benda setelah melakukan pergerakan dalam waktu tertentu dan perpindahan kalor tidak hanya memiliki besar, tapi juga memiliki arah. Perpindahan kalor sering disebut juga sebagai perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lainnya dan ada 3 cara kalor dapat berpindah yaitu dengan konveksi, konduksi dan radiasi. Dalam ilmu fisika perpindahan kalor adalah salah satu perpindahan yang seringkali terjadi dan perpindahan kalor bisa terjadi pada berbagai kegiatan sehari-hari. Pada dunia pendidikan sekolah menengah atas atau sma menjadi salah satu sekolah yang mengajarkan mengenai ilmu fisika dan perpindahan kalor yang terjadi di dalamnya.

Macam-macam Perpindahan Kalor

1. Konduksi

Konduksi adalah salah satu kondisi perpindahan panas yang selalu melibatkan zat padat dalam prose perpindahannya dan perpindahan konduksi juga sering disebut sebagai hantaran. Saat perpindahan kalor secara konduksi terjadi, partikel-partikel zat tersebut tak akan ikut berpindah dan daya hantar pada kalor dibedakan menjadi 2 macam yaitu konduktor dengan isolator. Konduktor adalah suatu zat yang memiliki daya hantar kalor yang lumayan baik dan kalor dapat berpindah dengan lancar. Sedangkan Isolator adalah zat yang memiliki daya hantar kalor yang kurang baik dan kalor akan berpindah dengan berbagai hambatan atau kalor tak akan berjalan lancar.

2. Konveksi

Konveksi adalah salah satu kondisi perpindahan panas yang terjadi pada suatu zat yang disertai dengan berbagai perpindahan partikel zatnya dan penyebab terjadinya perpindahan kalor secara konveksi adalah adanya perbedaan massa jenis pada suatu zat. Konveksi bisa terjadi pada suatu zat yang cair atau gas yang termasuk udara dengan angin. Gas akan berbeda perpindahannya, karena memiliki tingkat tekanan udara yang berbeda dan tekanan udara dapat diperoleh dari berbagai peralatan yang ada di rumah. Sedangkan zat cair berpindah akibat adanya perbedaan massa jenis dan hal ini sering terjadi pada saat pemanasan.

3. Radiasi

Perpindahan kalor yang terjadi akibat radiasi biasanya tak akan meilibatkan zat perantaranya dan radiasi biasanya akan sangat berhubungan dengan sebuah cahaya. Cahaya yang menjadikan radiasi bisa bersumber dari berbagai hal dan perpindahan kalor secara radiasi juga sering disebut dengan pancaran. Ada banyak contoh perpindahan kalor pada suatu benda dan salah satu contoh radiasi benda hitam adalah menggunakan baju hitam pada saat panas terik, akan menimbulkan tubuh berkeringat. Tak ada zat perantara dalam proses perpindahan kalor secara radiasi, ini artinya perpindahan kalor terjadi secara langsung.

Contoh Perpindahan Kalor Dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Memasak

Pada saat proses memasak klasifikasi materi yang terjadi adalah adanya perpindahan kalor. Contohnya adalah memasak air menggunakan sebuah panci yang terbuat dari logam dan panasnya kompor akan berpindah pada panci yang mengalir ke tangan saat panci disentuh. Proses memasak bisa terjadi dengan 3 cara yaitu dengan menggunakan kompor gas, kompor minyak dan kayu bakar.

2. Menyebrang jalan

Menyebrang jalan aspal adalah salah satu kegiatan yang sering dilakukan manusia dan saat menyebrang jalan tanpa menggunakan alas kaki, akan ada perpindahan panas dari aspal ke kaki. Semua elektron yang panas akan berpindah dengan sangat cepat dan kondisi ini bisa membuat kulit kaki menjadi mengelupas.

3. Menyentuh lampu

Pada saat kondisi lampu dalam keadaan nyala, tentu ada energi listrik yang terdapat di dalam lampu dan kondisi lampu yang panas akan berpindah ke tangan, saat lampu dipegang dalam keadaanya nyala. Kondisi ini akan membuat tangan menjadi terbakar dan wujud zat akan terasa sangat menyakitkan bagi tangan.

4. Menyentuh gelas

Gelas yang diisi air panas biasanya akan digunakan untuk berbagai keperluan seperti menyeduh kopi atau teh manis dan jika gelas panas dipegang, akan ada perpindahan panas yang berasal dari gelas ke tangan. Kondisi ini akan membuat tangan menjadi kepanasan dan seringkali membuat telapak tangan kemerahan atau melepuh.

5. Menyetrika

Saat melakukan proses menyetrika baju di rumah, akan ada panas yang dihasilkan setrika yang berasal dari listrik dan kondisi ini akan berpindah pada pakaian. Setelah pakaian selesai disetrika, kemudian pakaian dipegang tangan, maka akan ada zat panas yang berpindah dari pakaian ke tangan dan kondisi ini tidak akan menimbulkan efek samping.

Rumus Perpindahan Kalor

Rumus perpindahan kalor atau rumus massa benda secara sederhana digambarkan dengan:

Laju Kalor = Q/T = kA (T2 – T1)/X

Q = Kalor
T = Waktu
K = Konduktivitas termal
A = Luas Penampang
T1 = Selisih suhu 1
T2 = Selisih suhu 2
X = Jarak

Contoh soal Perpindahan Kalor

Pada sebuah lempengan yang memiliki penampang dengan luas 20 cm2 dan panjang 50 cm. Saat terjadi sebuah perubahan suhu yang terjadi diantara 2 titik sekaligus yang jaraknya sekitar 1 meter pada lokasi lempeng baja dengan 50 derajat celsius dan konduktivitas kalornya adalah sekitar 0,16 W/mK. Berapakah lajur perpindahan kalor yang terjadi?

Jawab:

Laju Kalor = Q/T = kA (T2 – T1)/X

= 0,16 . 20 . 10-4 50/1
= 1,6 . 10-3 W/m2

Kesimpulan dari semua bahasan mengenai perpindahan kalor adalah adanya sebuah perpindahan kalor yang terjadi pada suatu benda dan perpindahan kalor disebabkan dengan 3 macam yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Semua perpindahan yang terjadi pada benda akan menimbulkan perubahan posisi dan hal ini akan berkaitan erat dengan pergeseran benda.

Demikian ulasan lengkap mengenai perpindahan kalor dan semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya.