Lecture 3

staff.fisika.ui.ac.id

Lecture 3

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 Kalor

Kalori (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 cal

1 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

C

A

B


Heat Transfer

Kalor dapat ditransfer dari satu tempat/benda ke

tempat/benda yang lainnya dengan tiga cara :

Konduksi

Konveksi

Radiasi


Konduksi

Panas

A

Dingin

T 1

T 2

l

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


Konduksi


Pertanyaan ?

Apakah kalor dapat mengalir secara spontan

Mungkin ngga ?

Apakah kalor membutuhkan waktu

Tergantung apa saja?


Laju transfer energi panas

Panas

A

Dingin

T 1

T 2

l

ΔQ

Δt

=

k

A

T 1

− T 2

l

k : konduktivitas termal material


Konduksi


Koefisien Konduktivitas Material


Proteksi Termal pada pesawat ruang angkasa


Proteksi termal pada di daerah subtropis


Konveksi

Konveksi : 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

ΔQ

4

= e σ A T

Δt

σ : kontanta Stefan-Boltzmann = 5,67 × 10 -8 W/m 2 .K 4

e : emisivitas (0 < e < 1) karakteristik material

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 ?

Konveksi

Radiasi

Radiasi

Konduksi


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.

Solution: Bila A = (10 m).(0,6 m) = 6 m 2 , l = 5 × 10 -3 m,

maka

ΔQ

Δt

30 − 20

0,84. 6 .


10

= = −3 10,08 kJ/s


Latihan – 2

Sebuah 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 m 2 .

Maka aliran kalor yang hilang berkisar

Δ

Δt

× 5.10

4

( 368 − 293 ) = 20 W

Q −8

−2

4

= 0,7 × 5,67.10

More magazines by this user
Similar magazines