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 .
5×
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