IPA

B. Perpindahan Kalor


Kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Bagaimanakah caranya? Kalor berpindah melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Berikut akan diuraikan ketiga cara perpindahan kalor tersebut. Coba pahami dengan saksama.

1. Konduksi

Saat kamu menyetrika, setrika yang panas bersentuhan dengan kain yang kamu setrika. Kalor berpindah dari setrika ke kain. Perpindahan kalor seperti ini disebut konduksi. Perhatikan mekanisme perpindahan kalor secara konduksi pada Gambar 4.12.

Benda yang jenisnya berbeda memiliki kemampuan menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda pula. Bahan yang mampu menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Bahan yang menghantarkan panas dengan buruk disebut isolator. Seperti hasil percobaanmu, logam termasuk konduktor. Kayu dan plastik termasuk isolator.

Berbagai peralatan rumah tangga yang memanfaatkan sifat konduktivitas bahan, terlihat pada Gambar 4.14.

Pada peralatan memasak, bagian yang bersentuhan dengan api menggunakan konduktor yang baik, sedangkan bagian pegangannya menggunakan isolator yang baik.



Panas kopi dapat bertahan cukup lama di gelas kaca karena gelas kaca merupakan isolator yang baik. Dapatkah kamu memberikan ide bagaimana agar panas kopi tersebut bertahan lebih lama lagi?



Saat udara dingin, kamu berselimut di dalamnya. Selimut terbuat dari serat wol atau kapas yang bersifat isolator. Mengapa udara yang terperangkap di dalam selimut dengan kamu di dalamnya membuat badanmu hangat?



2. Konveksi

Air merupakan konduktor yang buruk. Namun, ketika air bagian bawah dipanaskan ternyata air bagian atas juga ikut panas. Berarti, ada cara perpindahan panas yang lain pada air tersebut, yaitu konveksi.

Saat air bagian bawah mendapatkan kalor dari pemanas, partikel air memuai sehingga menjadi lebih ringan dan bergerak naik dan digantikan dengan partikel air dingin dari bagian atas. Dengan cara ini, panas dari air bagian bawah berpindah bersama aliran air menuju bagian atas. Proses ini disebut konveksi. Pola aliran air membentuk arus konveksi.



Coba amatilah arus konveksi pada kegiatan berikut.



Arus konveksi dapat kamu temui di pantai, berupa angin laut dan angin darat.



• Siang Hari

Daratan lebih cepat panas daripada lautan (kalor jenisnya kecil), udara di atas daratan ikut panas dan bergerak naik, digantikan oleh udara dari lautan. Dengan demikian, terjadilah angin laut.

• Malam Hari

Daratan lebih cepat mendingin daripada lautan, udara di atas lautan lebih hangat dan bergerak naik, digantikan oleh udara dari daratan. Dengan demikian, terjadilah angin darat.

Konveksi dimanfaatkan pada berbagai peralatan. Contohnya adalah sebagai berikut.





Elemen pemanas oven, pemanggang roti, magic jar, dan lain-lain biasanya terletak di bagian bawah. Saat difungsikan, udara bagian bawah akan menjadi lebih panas dan bergerak naik, sedangkan udara bagian atas yang lebih dingin akan bergerak turun. Pada peralatan tertentu seperti pengering rambut (hair dryer), aliran konveksi dibantu (atau dipaksa) dengan menggunakan kipas.

3. Radiasi

Bayangkan saat kamu berjalan di tengah hari yang cerah. Kamu merasakan panasnya matahari pada mukamu. Bagaimana kalor dari matahari dapat sampai ke wajahmu? Bagaimana kalor dapat melalui jarak berjuta-juta kilometer dan melewati ruang hampa? Dalam ruang hampa tidak ada materi yang memindahkan kalor secara konduksi dan konveksi. Jadi, perpindahan kalor dari matahari sampai ke bumi dengan cara lain. Cara tersebut dinamakan radiasi.







Kamu juga merasakan akibat radiasi kalor saat menghadapkan telapak tanganmu pada bola lampu yang menyala atau saat kamu duduk di dekat api unggun. Udara merupakan konduktor buruk dan udara panas api unggunbergerak ke atas. Namun, kamu yang berada di samping api unggun dapat merasakan panas. Dapatkah kamu memberi contoh lain peristiwa radiasi?





Setiap benda dapat memancarkan dan menyerap radiasi kalor, yang besarnya bergantung pada suhu benda dan warna benda. Perhatikan benda-benda yang diletakkan di ruangan bersuhu 30oC. Besar kalor yang dipancarkan atau diserap benda ditunjukkan oleh banyaknya anak panah.







Jika suhu benda lebih dingin daripada suhu lingkungan, maka benda itu akan menyerap radiasi kalor dari lingkungan. Perhatikan benda-benda di ruangan yang bersuhu 30oC berikut.





Saat kamu menjemur dua kaos basah yang warnanya berbeda, kamu akan mendapatkan bahwa kaos yang berwarna lebih gelap ternyata lebih cepat keringAmati gambar berikut untuk menyimpulkan pengaruh warna terhadap kalor yang dilepas atau diserap dari lingkungannya.









Peristiwa radiasi juga dimanfaatkan oleh hewan seperti contoh berikut.



Bagaimana termos dapat mencegah perpindahan kalor baik secara konduksi, konveksi, maupun radiasi?





• Penerapan

Jelaskan pemanfaatan peristiwa konduksi, konveksi, atau radiasi pada berbagai peralatan. Cari peralatan yang berbeda dengan yang dijelaskan di buku yang sedang kamu pelajari ini.










Review
Jawablah pertanyaan berikut dengan benar dan jelas.
1. Jelaskan pengertian kalor.
2. Kamu memanaskan air dalam panci aluminium dengan kompor gas. Benda apa saja yang menerima kalor pada pemanasan itu? Jelaskan.
3. Kalor lebur es adalah 80 kal/g. Apa maksudnya?
4. Sebutkan persamaan dan perbedaan antara konduksi dan konveksi.
5. Mengapa seekor anjing setelah berlarian akan menjulurkan lidahnya? Jelaskan.


• PENERAPAN
Kerjakan soal-soal berikut dengan benar.
1. Tentukan kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 2 kg air, sehingga suhunya naik 50oC. Kalor jenis air 4200 J/(kg K).
2. Gambarkan arus konveksi pada gambar di bawah ini.




3. Semangkok air dan semangkok alkohol yang ukurannya sama diletakkan di atas meja di dekat jendela pada siang hari yang cerah. Beberapa jam kemudian ternyata volume kedua zat cair itu berkurang. Namun alkohol lebih banyak berkurang dibandingkan dengan air. Manakah penjelasan yang paling tepat terhadap kejadian itu? Pilih yang paling tepat dan jelaskan.

a. Semua cairan menguap.

b. Alkohol mendapatkan kalor yang lebih banyak daripada air.

c. Zat cair tertentu menguap lebih cepat dibandingkan dengan jenis zat

cair yan-5lain.

d. Zat cair hanya menguap saat hari cerah.

e. Air lebih panas dibandingkan dengan alkohol.

4. Sendok logam, sendok plastik, dan sendok keramik diletakkan pada air panas. Setelah 15 detik, adakah sendok yang terasa paling panas? Coba jelaskan.










Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=S3Huv5iCQDg



Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=IP6YabCahKc



Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=6PET5DY5Ybc



Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=k-Y5L44_1AU



Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=ZstW7Ll7SAI




Molecule Polarity



Molecule Shapes