download

6.5 HANTARAN KALOR
142
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah
dari satu tempat ke tempat lainnya. Kalor dapat mengalir dari suatu tempat
ke tempat lainnya melalui 3 cara, yaitu secara konduksi, konveks, dan
radiasi
Konduksi kalor pada suatu zat adalah perambatan kalor yang terjadi
melalui vibrasi molekul-molekul zat tersebut di mana tidak disertai
perpindahan dari media penghantar kalor. Pada saat terjadi konduksi kalor,
molekul-molekul zat tidak berpindah tempat (relatif diam). Laju aliran
kalor konduksi dinyatakan dengan persamaan :
δQ dT
= − KA ........................ (6.8)
dt dx
untuk K menyatakan konduktivitas termal, A adalah luas penampang zat
yang dilalui kalor, t adalah waktu aliran, dan x adalah jarak yang ditempuh
dT
aliran kalor tersebut. Harga disebut gradien temperatur. Untuk zat
dx
dT ∆T dT ∆T
padat yang homogen harga mendekati harga atau = .
dx
∆x dx ∆x
Konduktivitas termal K untuk zat padat pada umumnya konstan dan untuk
setiap jenis zat mempunyai harga K tertentu.
Pada konveksi kalor, molekul-molekul yang menghantarkan kalor
ikut bergerak sesuai dengan gerak aliran kalor. Aliran kalor terjadi pada
fluida (zat cair dan gas) yang molekul-molekulnya mudah bergerak. Laju
aliran kalor konveksi dinyatakan oleh persamaan :
δQ
= h A ∆ T ......................... (6.9)
dt
h disebut koefisien konveksi kalor yang harganya bergantung dari berjenisjenis
faktor, seperti viskositas, bentuk permukaan zat, dan jenis fluida.
Persamaan (6.9) diperoleh secara empiris.
Radiasi kalor adalah kalor yang dihantarkan dalam bentuk radiasi
gelombang elektromagnetik. Energi radiasi per satuan waktu persatuan
luas yang dipancarkan oleh suatu benda disebut daya radiasi. Daya radiasi
yang dipancarkan oleh benda hitam pada temperatur T dinyatakan dengan
hukum Stefan – Boltzmann:
Rβ = σ T 4 ......................... (6.10)