Perambatan Kalor - Definisi, Rumus, Pengertian, metode, Contoh Soal dan Pembahasan

Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:

• Konduksi
  
  Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.
  
  H = K . A . (DT/ L)
  
  H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
  DT/L = gradien temperatur (ºK/m)
  K = koefisien konduksi
  A = luas penampang (m²)
  L = panjang benda (m)


• Konveksi
  
  Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat, karena perbedaan massa jenis.
  
  H = K . A . DT
  
  H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
  K = koefisien konveksi
  DT = kenaikan suhu (ºK)


• Radiasi
  
  Perambatan kalor dengan pancaran berupa gelombang-gelombang elektromagnetik.
  
  Pancaran kalor secara radiasi mengikuti Hukum Stefan Boltzmann:
  
  W = e . s . T⁴
  
  W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas per satuan waktu
  s = konstanta Boltzman =5,672 x 10^-8 watt/cm².ºK⁴
  e = emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (ºK)

 

Benda yang dipanaskan sampai pijar, selain memancarkan radiasi kalor juga memancarkan energi radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 10^-6 s/d 10^-5 m. Untuk benda ini berlaku hukumPERGESERAN WIEN, yaitu:

l_max . T = C

C = konstanta Wien = 2.9 x 10^-3m ºKKesimpulan:

 

• Semua benda (panas/dingin) memancarkan energi radiasi/kalor


• Semakin tinggi suhu benda. semakin besar radiasinya dan semakin pendek panjang gelombangnya.


• Koefisien emisivitas benda tergantung pada sifat permukaannya.Benda hitam sempurna mempunyai nilai e = 1 merupakan pemancar dan penyerap kalor yang paling baik.

Contoh:

1. Air mengalir dengan laju alir 3 liter/menit. Jika suhu awal air 20ºC dan seluruh kalor diberikan pada air, hitunglah suhu air panas!

Jawab:

misalkan suhu air panas t_a
Q = 3 liter/menit = 3 dm³/60 detik = 50 cm³/detik
berarti V = 50 cm³ ® m = r .V = 1 . 50 = 50 gram

t = 1 detik 1 joule = 0.24 kal

E = Q ® 0,24 P.t = m. c. t

0.24 . 3500 . 1 = 50. 1 ( t_a - 20 ) ® t_a = 36.8ºC

2. Benda hitam sempurna luas permukaannya 0,5 m² dan suhunya 27ºC. Jika suhu sekelilingnya 77ºC, hitunglah:
a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas
b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam.

Jawab:

Benda hitam: e = 1 ;  s = 5,672.10^-8 watt/m²K⁴

a. W = e s ( T₂⁴ - T₁⁴) ® T1 = 300ºK ; T₂ = 350ºK
= 1. 5,672.10^-8 (350⁴ - 300⁴)
= 391,72 watt/m²

b. W = E/A.T ® E = W. A. t
E = 391,72. 0,5. 3600 = 705060 Joule

3. Besi panjangnya 2 meter disambung dengan kuningan yang panjangnya 1 meter, keduanya mempunyai luas penampang yang sama. Apabila suhu pada ujung besi adalah 500ºC dan suhu pada ujung kuningan 350ºC. Bila koefisien konduksi termal kuningan tiga kali koefisien termal besi,hitunglah suhu pada titik sambungan antara besi dan kuningan!

Jawab:

Misalkan suhu pada titik sambungan = T. maka

[K . A . (DT/L)] besi = [K . A . (DT/L)] kuningan

K . A (500 - T)/2 = 3 KA (T - 350)/l

T= 2600/7= 371,4ºC

Penjelasan Materi Lainnya

Stokiometri Larutan

Stokiometri Larutan. Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. 1. Stoikiometri dengan Hitungan Kimia SederhanaSoal-soal ...

Penerapan Induksi Elektromagnetik - Definisi, Pengertian, Rumus, ContohSoal dan

GENERATORSuatu sistem yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan prinsip kerja berdasarkan peristiwa induksi (hukum Faraday). Besarnya GGL induksi yang timbul di dalam kumparan adalah:e = -N dF/dt dengan F = Fo...

Imbas Elektromagnetik - Definisi, Rumus, Pengertian dan Pembahasan

Imbas elektromagnetik adalah terjadinya arus listrik dalam suatu penghantar akibat adanya perubahan medan magnet. Arus yang terjadi disebut arus imbas atau arus induksi ® diselidiki oleh Faraday.  GGL (GAYA GERAK LISTRIK) INDUKSIBila sebuah peng...

Magnetik Buatan - Sifat, Pengertian, Definisi, Rumus dan Pembahasan

Medan magnet suatu bahan ditimbulkan oleh arus listrik, sedangkan arus listrik ditimbuLkan akibat aliran/gerak elektron.  BAHAN DIAMAGNETIK•Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah nol.•Jika solenoida dirnasuk...

Medan Magnet dan Momen Kopel - Definisi, Rumus, Pengertian dan Pembahasan

PENGARUH MEDAN MAGNET TERHADAP MUATAN BERGERAKSebuah partikel bermassa m bermuatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan v di dalam medan magnet dengan induksi magnetik B. akan mengalami Gaya Lorentz F sebesarF = q v B sin qq = sudut yang dibentu...

Blogger Widget

---

---