3 Proses Perpindahan Kalor

Secara umum, perpindahan kalor digambarkan dengan adanya aliran energi panas yang terjadi. Studi yang mempelajari tentang perpindahan panas ini disebut sebagai termodinamika. Proses tersebut berlangsung secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

Bagaimana Perpindahan Kalor Terjadi?

Kalor selalu mengalir ke benda yang dingin dari benda yang panas dengan sendirinya. Joule dan Thompson mengemukakan bahwa panas merupakan contoh gerak pada tingkat molekuler.

Misalnya saja ketika kita menggosokkan kedua tangan secara bersamaan. Pasti akan terasa panas bukan? Hal tersebut dikarenakan adanya energi panas yang bisa mengalir sepanjang waktu. Dari entitas fisik ke benda yang ada di sekitarnya.

Proses perpindahan panas seperti ini berlangsung dengan cara yang berbeda yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

Lalu, apa perbedaan ketiganya? Yuk kita bahas satu per satu.

Konduksi

Perpindahan panas secara konduksi melibatkan perpindahan panas antara dua material dari sebuah permukaan. Proses ini hanya melibatkan perpindahan energi tanpa adanya pertukaran materi.

Contoh paling umum yang sering terjadi adalah panci yang menjadi panas begitu diletakkan di atas kompor. Energi panas dari kompor tersebut langsung berpindah ke panci yang pada akhirnya membuat panci terasa panas.

Adapun contoh lain dari proses konduksi di antaranya adalah sebagai berikut.

Sendok yang dingin berubah menjadi panas ketika bersentuhan dengan wadah atau permukaan yang panas.
Merasa panas begitu menyentuh benda yang panas. Ini karena molekul benda yang panas tersebut mengalirkan energinya ke kulit kita.
Menyetrika pakaian dapat mengalirkan panas ke tubuh.
Es balok yang mencair di atas panci panas. Panci panas tersebut menghantarkan panas ke es balok yang bersuhu 0 derajat. Sehingga suhu es pun meningkat dan mulai mencair.
Cokelat yang meleleh di telapak tangan. Ketika memegang cokelat, cokelat tersebut langsung mencair dikarenakan adanya konduksi termal.

Konveksi

Peristiwa konveksi terjadi pada gas dan cairan yang digambarkan oleh pergerakan panas dari satu lokasi ke lokasi lain. Pergerakan tersebut difasilitasi oleh pergerakan fluida. Ketika dipanaskan, cairan akan mengembang dan intensitas kepadatannya pun berkurang.

Fluida panas menjadi naik dan menggeser fluida dingin mencari sumber panas. Sehingga, fluida dingin tersebut akan menjadi panas dan naik ke atas lalu menciptakan aliran fluida yang konstan.

Terdapat dua jenis konveksi yaitu konveksi buatan dan konveksi alami.

Konveksi Buatan

Konveksi buatan terjadi ketika fluida mengalami aliran paksa dari sumber luar seperti pompa, kupas, dan pemanas air.

Beberapa contoh perpindahan panas melalui konveksi buatan di antaranya adalah pendingin udara, radiator, oven konveksi, dan pemanas air.

Konveksi Alami

Konveksi alami terjadi karena adanya gaya apung yang disebabkan oleh perbedaan kerapatan yang berada di bawah pengaruh perbedaan suhu.

Ketika cairan bersentuhan dengan permukaan yang panas, molekulnya tersebar dan terpisah, sehingga mengurangi densitas cairan.

Beberapa contoh konveksi alami di antaranya adalah es yang meleleh, udara yang panas, sistem peredaran darah manusia, dan perbedaan tekanan udara di pantai.

Radiasi

Radiasi adalah proses perpindahan panas menggunakan gelombang elektromagnetik. Dalam hal ini, kita tidak menemukan adanya keterlibatan interaksi apa pun antara materi.

Kenapa disebut dengan radiasi?

Perpindahan kalor secara radiasi tidak melibatkan perantara apa pun atau kontak pada suatu benda. Sehingga memiliki rentang frekuensi yang sangat luas.

Radiasi memiliki warna yang beragam, tergantung pada suhunya. Suhu yang tinggi akan menghasilkan nyala berwarna merah, hijau, dan biru. Adapun panjang gelombang radiasi berkisar 0.1 mikrometer sampai dengan 100 mikrometer.

Contoh radiasi yang sering kita alami adalah panas matahari yang membuat tubuh terasa panas. Selain itu, radiasi elektronik juga termasuk contoh perpindahan kalor yang sangat nyata.

Contoh radiasi lainnya dapat kita pelajari dari kehidupan kita sendiri seperti:

Memasak; radiasi terjadi ketika memasak makanan atau merebus air. Tanda radiasi yang terlihat adalah ketika kita memanaskan sesuatu dalam waktu yang lama.
Televisi; televisi jenis lama memancarkan radiasi dari gelombang sinar-x yang dengan mudahnya diserap oleh tubuh. Akan tetapi, televisi dengan layar plasma atau LCD hanya memancarkan gelombang radio.
Api unggun atau lilin; ketika duduk di sekitar api unggun, kita akan terpapar radiasi. Hal yang sama akan terjadi ketika kita menyalakan lilin.
Pencitraan medis; jika seseorang terpapar pencitraan medis seperti pencitraan nuklir, CT scan, dan x-ray maka struktur internal dan organ tubuh akan terlihat dengan jelas. Ini merupakan disebabkan oleh partikel berenergi tinggi atau penetrasi panjang gelombang.
Gelombang radio; ini merupakan gelombang yang paling sering digunakan untuk berkomunikasi. Ponsel, radio, dan televisi memanfaatkan gelombang radio yang diubah menjadi getaran. Sehingga terciptalah gelombang suara. Sumber gelombang radio buatan adalah saluran listrik, generator listrik, peralatan dan pemancar radio.
Lampu latar; Radiasi ultraviolet dalam jumlah yang besar dihasilkan oleh tanning booth (tempat penyamakan kulit), lampu uap merkuri, lampu hitam, lampu halogen, dan laser. Itu semua merupakan sumber radiasi buatan.
Router Wi-Fi; kemajuan teknologi membuat sebagian besar rumah memiliki router Wi-Fi. Akan tetapi, ada hal yang tidak bisa dipungkiri di sini adalah router Wi-Fi tersebut memancarkan radiasi elektromagnetik yang pada akhirnya akan berdampak pada kesehatan manusia.

Efek yang Ditimbulkan dari Perpindahan Kalor

Perpindahan panas disebabkan oleh adanya tabrakan antar partikel dari satu zat ke zat yang lain. Zat yang lemah akan menerima energi panas, sedangkan zat yang kuat akan kehilangan energi panas.

Contoh yang paling lumrah dalam hidup kita adalah es yang mencair. Awalnya es berbentuk padat dan mengalami perubahan bentuk karena menyerap panas dari lingkungan sekitar.