Post on 02-Feb-2018
Fisika Panas 2 SKS
Adhi Harmoko S, M.Kom
Fenomena
Apa yang terjadi dengan energi potensial kimiawi dalam kayu jika kayu dibakar ?Mengapa kulit merasakan panas walaupun udara di sekeliling dingin ?
Fenomena
Mengapa turbin kertas dapat berputar ?
Heat (Kalor)
Adhi Harmoko S, M.Kom
Heat (Kalor)Heat (kalor) adalah energi yang dipindahkan dari satu obyek ke obyek lainnya karena perbedaan temperatur obyek itu sendiri
Satuan KalorKalori (cal) : jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 °C dari 1 gram air.
Kilokalori (kcal, Calorie) : kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 kg air sebesar 1 °C.
British thermal unit (Btu) : kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 lb air sebesar 1 °F.
Hubungan Joule dengan kalori/ekivalen mekanis dari kalor:4,186 J = 1 cal1 J = 0,24 kal
Sehari-hari
Gagang Besi Gagang Besi & Kayu
Mengapa gagang penggorengan menjadi panas, walaupun yang dipanasi adalah penggorengannya ?Mengapa gagang kayu tidak panas, walaupun penggorengan dipanasi ?
Demonstrasi
Lilin mana yang lebih dulu jatuh bila air dipanaskan.Mengapa?
Sehari-hari
Bagaimana gerakan putik sari dalam minyak yang dipanaskan?
Sehari-hari
Bagaimana orang dapat memasak tanpa api ?Bagaimana mobil dapat bekerja tanpa bahan bakar ?
Transfer Kalor(Heat Transfer)
Adhi Harmoko S, M.Kom
Cara transfer kalor
A B
C
Heat TransferKalor dapat ditransfer dari satu tempat/benda ke tempat/benda yang lainnya dengan tiga cara :
KonduksiKonveksiRadiasi
Konduksi
Konduksi : Penghantaran panas melalui suatu benda dengan cara partikel-partikel dalam benda tersebut menstransfer energi melalui tumbukan.Konduksi Panas hanya terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur
Panas Dingin
T1 T2
A
l
Konduksi
Pertanyaan ?Apakah kalor dapat mengalir secara spontan
Mungkin ngga ?Apakah kalor membutuhkan waktu
Tergantung apa saja?
Laju transfer energi panas
k : konduktivitas termal material
l21 TT
AktQ −
=ΔΔ
Panas Dingin
T1 T2
A
l
Konduksi
Koefisien Konduktivitas Material
Proteksi Termal pada pesawat ruang angkasa
Proteksi termal pada di daerah subtropis
KonveksiKonveksi : proses transfer panas dengan melibatkan perpindahan massa molekul-molekul dari satu tempat ke tempat lainnya.
Sirkulasi Udara
Sirkulasi udara di dalam rumah
Peristiwa konveksi di dalam matel bumi
Radiasi
Radiasi : proses perpindahan panas tanpa medium penghantar
Laju radiasi panas yang dipancarkan obyek
σ : kontanta Stefan-Boltzmann = 5,67 × 10-8 W/m2.K4
e : emisivitas (0 < e < 1) karakteristik material
4TAetQ σ=ΔΔ
Penyerap panas yang baik = Peradiasi panas yang baik
Proses pengawetan makanan dengan metode radiasi
Bagaimana transfer panas yang terjadi pada lilin ?
Bagaimana transfer panas yang terjadi pada lilin ?
Konduksi
Konveksi
RadiasiRadiasi
Latihan – 1 Sumber utama yang menyebabkan ruangan ber-AC tetap panas adalah karena adanya transfer kalor dari luar ruangan melalui jendela. Hitunglah kecepatan aliran kalor yang menembus jendela kaca dengan panjang 10 m, tinggi 60 cm dan ketebalan 5 mm, jika temperatur di dalam ruangan 20°C dan di luar 30°C.
kJ/s10,08105
2030.60,84.
tQ
3 =×−
= −ΔΔ
Solution: Bila A = (10 m).(0,6 m) = 6 m2, l = 5 × 10-3 m, maka
Latihan – 2Sebuah poci keramik (e = 0,7) berbentuk kubus dengan sisi 10 cm berisikan 0,75 liter teh pada temperatur 95°C. Misalkan hanya memperhatikan transfer kalor radiasi dan temperatur di sekitar adalah 20°C.
Estimasikan kecepatan aliran energi yang hilang?Estimasikan penurunan temperatur setelah 30 menit?
Solution: Ketika poci keramik berbentuk kubus, maka terdapat 5 sisi yang “exposed”, maka A = 5 × 10-2 m2. Maka aliran kalor yang hilang berkisar
( ) W202933685.105,67.100,7tQ 4428 =−××= −−
ΔΔ