PERPINDAHAN PANAS Konduksi, Konveksi, Radiasi YUSRON SUGIARTO
KEGUNAAN ILMU PERPINDAHAN PANAS
3 Ways Energy (Heat) is Transferred
Radiation
Conduction
Convection
Thermal Energy Transfer • Thermal energy transfer is heat moving from a warmer object to a cooler object. This is known as thermal energy transfer.
How is Heat Transferred? There are THREE ways heat can move. Conduction Convection
Radiation
CONDUCTION • Heat is transferred from one particle of matter to another in an object without the movement of the object. • Conduction = CONTACT
Have you ever… • Touched a metal spoon sitting in a pan of boiling water only to be surprised by HOW hot it is??
Think back to what you know about metals and nonmetals. What conducts heat better, metal or nonmetal? Why?
• Think of a metal spoon in a pot of water being heated. • The fast-moving particles of the fire collide with the slow-moving particles of the cool pot. • Because of these collisions, the slower particles move faster and heat is transferred. • Then the particles of the pot collide with the particles in the water, which collide with the particles at one end of the spoon. • As the particles move faster, the metal spoon gets hotter. This process of conduction is repeated all along the metal until the entire spoon is hot.
Example of Conduction
EXAMPLE OF CONDUCTION • A piece of cheese melts as heat is transferred from the meat to the cheese (Contact)
SOAL 1 Pada saat musim dingin, temperatur permukaan sebelah dalam dan luar suatu jendela kaca dengan luas 2m x 2m dan tebalnya 0,5cm adl 10ºC dan 3ºC (dijaga konstan). Jika diketahui besarnya konduktivitas termal kaca 0,78 W/m. Tentukan besarnya Heat loss,dalam kJ,yg melalui jendela kaca tersebut selama 5 jam.
SOAL 2 Sumber utama masuknya kalor ke dalam ruang yang suhunya lebih rendah dari bagianluar yang suhunya lebih tinggi adalah melalui jendela kaca. Sebuah ruang dengan pendingin ruang AC memiliki kaca jendela yang luasnya 2 x 1,5 m dan tebalnya 3,2 mm. Jika suhu pada permukaan dalam kaca 25oC dan suhu pada permukaan luar kaca 30oC. Berapakah laju konduksi kalor yang masuk ke ruang itu?
SOAL 3 Suatu kontainer berbentuk bola berongga yg terbuat dari besi dengan diameter luar 20cm, tebalnya 0,4 cm diisi dengan es bersuhu 0ºC. Jika suhu temperatur permukaan luar tsb 5ºC,hitunglah laju heat loss dari kontainer tsb,dan laju pencairan es jika diketahui kalor latennya 333,7kJ/kg.
CONVECTION • Convection is the movement that transfers heat within fluids and air (gas) • Heat is transferred by currents within the fluid or gas • Convection = VENTS (through air and liquid particles) • Convection moves in a circular pattern
Examples of Convection: Have you ever noticed that the air near the ceiling is warmer than the air near the floor? Or that water in a pool is cooler at the deep end? Examples: air movement in a home, pot of heating water. Pick one of these examples and draw the circular pattern in your notes.
CONVECTION
SOAL 4 Permukaan dalam suatu dinding rumah dijaga bersuhu tetap 20oC pada suhu udara luar adalah 10oC. Berapakah kalor yang hilang karena konveksi alami pada dinding yang berukuran 8 x 4 m selama sehari? Nilai koefisien konveksi rata-rata 3,5 Js-1m-2K-1
RADIATION • Radiation is the transfer of energy by electromagnetic waves • Radiation does NOT require matter to transfer thermal energy • Radiation = Radiates (heat escaping the sun)
Radiation May Come From Other Sources Have you ever sat too close to a campfire while cooking marshmallows? You’re enjoying the warmth ….. only to notice that your skin is really warm?
Examples of RADIATION 1. Fire 2. Heat Lamps 3. Sun
RADIATION Benda-benda yang dipanasi mengemisikan gelombang yang tidak nampak (sinar ultra ungu dan infra merah). Radiasi dari bendabenda yang dipanasi disebut radiasi kalor. Banyaknya energi yang dipancarkan tiap satuan waktu oleh tiap satuan luas permukaan sebanding dengan pangkat empat suhu Kelvinnya luas permukaan sebanding dengan pangkat empat suhu Kelvinnya (Stefan-Boltzman). e adalah koefisien emisivitas yang nilainya bergantung pada jenis permukaan. Untuk benda hitam mutlak e = 1 σ adalah tetapan umum (Bolztman) yang harganya 5,672 .10-8Watt/m20K.
