penerapan kalor di kehidupan sehari - hari

Hukum Kalor

Kalor adalah nama lain dai energi panas di sebut pula bahang. Sama seperti halnya energi mekanik maka pada energi kalor juga berlaku hukum kekekalan energi kalor yang dikenal dengan azas Black yang diajukan oleh Joseph Black,  yaitu pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas  oleh zat yang suhunya lebih tinggi  sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah.

Jadi energi kalor(panas) bisa pindah atau mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih rendah. Sama halnya dengan energi listrik di mana muatan listrik akan mengalir dari yang potensialnya lebih tinggi menuju ke potensial yang lebih rendah. Atau bisa di identikan dengan air yang akan mengalir dari tempat yang memiliki energi potensialgrafitasi tinggi menuju ke tempat yang energi potensianya lebih rendah.

Azas black ini dinyatakan dengan persamaan matematika

PENERAPAN KONDUKSI, KONVEKSI, DAN RADIASI PADA KEHIDUPAN SEHARI - HARI

     1. Aplikasi konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. Contoh dalam kehidupan sehari – hari yakni :

a. Memasak air menggunakan panci logam

gambar 1.a : air mendidih dalam panci merupakan penerapan prinsip kalor secara konduksi

Dalam kehidupan sehari -hari, peristiwa konduksi dapat diamati misalnya pada saat memasak air menggunakan panci logam di atas api kompor. Aliran panas dari api akan merambat melalui atom-atom dalam logam. Logam kemudian meneruskan panas yang diterimanya dari api ke molekul-molekul air. Logam merupakan konduktor panas yang baik sehingga panas dari api akan cepat di hantarkan dan menyebabkan air segera mendidih.

b. Membuat kopi atau minuman panas

Ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok untuk mengaduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut akan ikut panas. Panas dari air mengalir ke seluruh bagian sendok.

gambar 1.b :minuman panas merupakan aplikasi konsuksi

c. Membakar besi logam dan sejenisnya

gambar 1.c: besi panas juga merupakan aplikasi kunduksi

Saat kita membakar besi logam dan sejenisnya. Walau hanya salah satu ujung dari besi logam tersebut yang dipanaskan, namun panasnya akan menyebar ke seluruh bagian logam sampai ke ujung logam yang tidak ikut dipanasi. Hal ini menunjukkan panas berpindah dengan perantara besi logam tersebut.

d. Solder

gambar 1.d : solder

Untuk melekatkan komponen elektronika ke papan rangkaian kita menggunakan cairan timah dengan menyoldernya. Solder listrik akan menerima panas dari konversi energy listrik. Panas dari energy listrik ini akan diterukan ke ujung logam pada solder yang di sentuhkan ke timah yang diposisikan di kaki-kaki komponen elektronika yang akan di lekatkan. Setelah beberapa saat, timah akan meleleh dan pada saat itu solder kita angkat. Timah akan segera mendingin dan membeku, melekatkan kaki komponen elektronika tadi ke papan rangkaian dengan kuat.

e. Setrika listrik

gambar 1.e : setrika listrik

Untuk merapikan dan mensterilkan pakaian, kita memerlukan sesuatu yang panas namun tidak merusak. Karena itulah kita perlu konduktor untuk menstransfer panas dari sumber panas tertentu ke pakaian kita. Kita memerlukan sebuah setrika. Setrika akan menstransfer panas dari sumber panas (mislya panas dari konversi energi istrik) ke pakaian. Panas di bagian logam pada setrika bertahan cukup lama sehingga memungkinkan kita menggunakannya untuk merapikan pakaian kita.

2. Aplikasi konvensi

Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Ada dua macam konvensi, yaitu konvensi alami dan konvensi paksa. Lonvensi alami terjadi misalnya pada proses terjadinya angin laut dan angin darat. Sedangkan konvensi paksa misalnya terjadi pada proses pendinginan mesin menggunakan air pada radiator mobil dan proses pengeringan menggunakan hair dryer.

a. Terjadinya angin laut  dan angin darat

Air laut merupakan kalor jenis yang lebih tinggi daripada daratan, sehingga matahari hanya memberikan efek yang sangat kecil pada suhu lautan. Sebaliknya, daratan menjadi panas sepanjang siang dan menjadi dingin sepanjang malam. Di dekat pesisir, perbedaan suhu antara daratan dan lautan ini menimbulkan angin laut pada siang hari dan angin darat pada malam hari.

b. Radiator mobil

gambar 2.b : radiator mobil

Pada system pendingin mesin (radiator) air dipaksa mengalir melalui pipa-pipa dengan bantuan pompa air (water pump).panas mesin yang tidak dikehendaki dibawa oleh sirkulasi air tersebut menuju radiator. Di dalam radiator, air didinginkan dengan bantuan udara. Air yang telah mendingin ini kemudian di pimpa untuk mengulang kembali proses transfer panas dari mesin mebil ke radiator. Ingat bahwa proses konveksi melibatkan fluida (dalam kasus ini di wakili oleh air) sebagai penghantar panas. Air yang digunakan dalam radiator lama-lama akan berkurang akibat penguapan dan akhirnya akan habus. Oleh karena itu, radiator perlu diisi air kembali untuk memastikan lancarnya proses pendinginan mesin selama mobil berjalan.

c. Pengering rambut (hairdryer)

gambar 2.c : hair dryer

Pada alat pengering rambut (hair dryer), kipas angin menarik udara disekitarnya dan meniupkan kembali setelah di lewatkan pada elemen pemanas di dalamnya. Dengan proses ini di peroleh arus konveksi paksa udara panas.

3. Aplikasi radiasi

Peristiwa radiasi kalor merupakan proses perpindahan panas melalui radiasi gelombang elektromagnetik, tanpa perlu medium. Peristiwa radiasi ini dapat anda simpulkan dari adanya perambatan panas tanpa ada medium berupa fluida (misalnya angin, air atau asap) maupun zat padat (misalnya logam) yang menjadi perantaranya.

a. Oven microwave

gambar 3.a : over microwave

Gelombang mikro (microwave) merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik yang mudah diserap oleh molekul-molekul air. Pada oven microwave, gelombang mikro didistribusiakan dari logam yang berputar serta logan pada dinding-dindingnya. Gelombang mikro mampu menembus plastic pembungkus makanan atau pirirng keramik dan akhirnya di serap oleh molekul – molekul air di dalam makanana yang sedang diamasak. Penyerapan energy gelombang mikro ini akan memanaskan makanan dan menjadikannya matang, siap dihidangkan.

b. Radiasi panas dari tungku perapian

gambar 3.b : tungku api

Di daerah berhawa dingin,biasanya di negara yang mengenal musim dingain (salju), penduduk memiliki tungku perapian untuk menghangatkan diri di saat dingin. Orang-orang hanya perlu berada di dekat tungku perapian yang menyala untuk bias merasakan udara hangat. Jadi, mereka tak perlu menempatkan diri di dalam asap perapian atau menggunkan logam yang di bakar untuk meraskan hangatnya perapian. Mereka hanya cukup mendekat saja dan radiasi elektromagneti dari api (akan menghantarkan hangatnya api ke tubuh merkan)

c. Radiasi panas dari bola lampu

gambar 3.c : lampu bohlam

Ketika kita mendekatkan tangan kita pada bola lampu yang sedang menyala. Rasa panas lampu akan memengaruhi tangan kita sehingga tangan kita terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa rasa panas dari lampu dipindahkan secara radiasi atau pancaran.