Perpindahan Panas atau Kalor
Letak matahari dari planet kita ini sangat jauh, yaitu sekitar 152.100.000 km (Seratus lima puluh dua juta seratus ribu kilometer). Akan tetapi, panas dari matahari dapat berpindah atau merambat ke planet kita sehingga kita dapat merasakan hangatnya sinar matahari.
Panas berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Panas dapat berpindah melalui tiga cara yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah cara perpindahan panas melalui zat perantara seperti benda padat.
- Contoh konduksi adalah panci logam yang panas karena diletakkan di atas kompor yang berapi.
- Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan bagian zat perantaranya. Misalnya, air di dalam panci yang dipanaskan hingga mendidih.
- Radiasi adalah cara perpindahan panas dengan pancaran yang tidak membutuhkan zat perantara. Peristiwa radiasi yang terjadi sehari-hari adalah sinar matahari yang sampai ke bumi dan menghangatkan udara serta makhluk hidup di bumi.
A. Perpindahan Kalor Secara Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi disebut juga perpindahan kalor secara hantaran, yaitu perpindahan kalor tanpa memindahkan zat perantaranya. Pada peristiwa perpindahan kalor secara konduksi, yang berpindah hanya energi kalornya saja. Umumnya, perpindahan kalor secara konduksi terjadi pada zat padat.
Peristiwa konduksi dapat diumpamakan dengan kegiatan memindahkan buku secara estafet yang dilakukan oleh kamu dan teman-temanmu. Buku yang dipindahkan secara estafet kita umpamakan sebagai kalor dan orang yang memindahkannya sebagai zat perantaranya. Ketika kamu dan teman-temanmu memindahkan buku secara estafet, yang berpindah hanya buku itu saja. Sedangkan kamu dan temanmu sebagai perantara tetap diam di tempat, tidak berpindah. Begitu pula dengan peristiwa konduksi. Hanya kalor yang berpindah, zat perantaranya tetap.
Beberapa contoh peristiwa konduksi dalam kehiadupan sehari-hari antara lainsebagai berikut :
- Saat membuat teh dan memegang salah satu ujung sendok yang dimasukkan ke dalam air panas. Lama-kelamaan ujung sendok yang kamu pegang juga akan terasa panas.
- Saat menggoreng, ujung spatula yang dipegang akan terasa panas walaupun ujungnya tidak bersentuhan dengan api kompor.
- Setrika listrik ketika dihubungkan dengan arus listrik maka arus listrik akan mengalir melalui elemen pemanas. Panas dari elemen akan berpindah kebagian alas besi setrika yang tebal.
Menyelidiki Perpindahan Panas secara Konduksi
A. Alat dan Bahan yang Diperlukan:
- Sebuah sendok dari logam
- 200 mL air hangat
- Sebuah gelas bening Mintalah bantuan orang dewasa untuk mempersiapkan dan menuang air hangat ke dalam gelas.
B. Cara Kerja:
- Masukkan air hangat ke dalam gelas bening.
- Masukkan sendok ke dalam gelas yang berisi air hangat.
- Setelah beberapa saat peganglah ujung sendok dengan tanganmu.
- Tetaplah memegang ujung sendok selama lebih kurang 2—3 menit.
- Catatlah apa yang kamu rasakan. (Lama kelamaan ujung sendok akan terasa hangat.)
Setelah melakukan kegiatan di atas, jawablah pertanyaan berikut sebagai panduan membuat kesimpulan.
Jawablah pertanyaan berikut!
1. Apa yang kamu rasakan setelah memegang sendok yang dimasukkan dalam air hangat?
Lama kelamaan ujung sendok akan terasa hangat.
2. Mengapa ujung sendok yang kamu pegang terasa panas?
Panas berpindah dari air hangat ke tangan melalui sendok.
3. Termasuk peristiwa apakah perpindahan panas pada percobaan ini? Mengapa disebut demikian?
Konduksi, karena panas berpindah tanpa diikuti dengan perpindahan zat perantaranya.
Kesimpulan :
Peristiwa konduksi yang berpindah hanya energi kalornya saja sedangkan zat perantaranya tidak ikut berpindah. Kalor akan berpindah dari benda bersuhu tinggi menuju benda yang suhunya lebih rendah.
B. Perpindahan Panas atau Kalor secara Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi ialah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Umumnya peristiwa perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Zat yang menerima kalor akan memuai dan menjadi lebih ringan sehingga akan bergerak ke atas. Saat zat yang lebih ringan tersebut pindah ke atas, molekul zat yang ada di atasnya akan menggantikannya.
- Saat merebus air yang letaknya dekat dengan api akan mendapat panas sehingga air menjadi lebih ringan. Air akan bergerak ke atas dan digantikan oleh air yang ada di atasnya.
- Perpindahan kalor secara konveksi juga mengakibatkan terjadinya angin darat dan angin laut. Angin darat terjadi karena udara di darat pada malam hari lebih cepat dingin daripada udara di laut, sehingga udara yang berada di atas laut akan naik dan udara dari darat akan menggantikan posisi udara yang naik tadi. Angin laut terjadi karena pada siang hari daratan lebih cepat panas dibandingkan di laut, sehingga udara di darat akan naik dan udara dari laut akan mengalir ke darat menggantikan tempat udara yang naik tadi.
- Contoh peristiwa konveksi yang lain adalah penggunaan cerobong asap pada pabrik.
- Pemanfaatan ventilasi sebagai sirkulasi udara di dalam rumah juga memanfaatkan perpindahan panas secara konveksi.
Menyelidiki Perpindahan Panas secara Konveksi
Alat dan Bahan yang Perlu Disiapkan:
Percobaan ini memerlukan beberapa es batu berwarna. Oleh karena itu, buatlah es batu berwarna terlebih dahulu. Kamu dapat membuatnya sehari sebelum kegiatan percobaan ini. Ikutilah langkah berikut ini.
- Segelas air panas
- Es batu
- Air matang suhu ruang (untuk membuat es batu)
- 1 buah kantung plastik ukuran kecil
- 1 buah karet gelang
- Pewarna makanan
Membuat es batu berwarna
Langkah Kegiatan Percobaan:
Setelah melakukan percobaan tersebut, jawablah pertanyaan panduan berikut ini!
Kesimpulan:
- Campurkan setetes pewarna makanan ke dalam air matang suhu ruang.
- Masukkan air yang telah diwarnai ke dalam kantong plastik.
- Ikat kantong plastik tersebut dengan karet gelang.
- Masukkan kantong plastik berisi air ke dalam lemari es sampai membeku. Es batu berwarna ini dapat diganti dengan es lilin warna-warni yang mungkin mudah didapatkan.
- Siapkan satu buah gelas ukuran sedang. Isi dengan air panas. Usahakan gelas cukup besar sehingga dapat memuat es batu yang telah dibuat sebelumnya.
- Masukkan es batu berwarna ke dalam gelas air panas.
- Amati es batu yang ada di dalam gelas berisi air panas tersebut!
- Catat apa yang terjadi dengan es batu berwarna tersebut!
- Bagaimana bentuk es batu setelah dimasukkan ke dalam gelas air panas? Apakah es batu mencair? Mengapa demikian? Ukuranya mengecil dan mencair, peristiwa ini terjadi karena pengaruh kalor yang dirambatkan dari air panas.
- Es batu mencair karena mendapatkan panas. Berasal dari manakah panas tersebut? Dari air panas.
- Apakah zat perantara pada percobaan ini? air.
- Termasuk peristiwa apakah perpindahan panas pada percobaan ini? Mengapa demikian? Perpindahan panas secara konveksi, karena kalor berpindah disertai dengan berpindahnya zat perantara.
- Sebutkan 3 macam perpindahan panas secara konveksi yang terjadi di sekitar kita! Merebus air, terjadinya angin darat dan angin laut, cerobong asap.
Perpindahan panas secara konveksi pada percobaan di atas adalah es batu mencair karena mendapatkan panas yang berasal dari air.
C. Perpindahan Kalor secara Radiasi
Kalor dari panas matahari tidak dapat berpindah secara konduksi, karena udara yang terdapat dalam atmosfer termasuk konduktor yang paling buruk. Kalor dari matahari pun tidak dapat menghantar secara konveksi karena antara matahari dan bumi terdapat ruang hampa yang tidak menghantarkan kalor. Jadi, kalor dari matahari merambat ke bumi tanpa melalui zat perantara.
Proses perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat perantara dinamakan radiasi. Contoh perambatan kalor secara radiasi antara lain sebagai berikut :
- Ketika kamu dan teman-temanmu pergi berkemah ke pegunungan, udara di pegunungan sangat dingin. Untuk menghangatkan badan, kamu perlu membuat api unggun. Panas dari api unggun tersebut dapat sampai ke tubuhmu tanpa melalui zat perantara.
- Ketika kamu keluar rumah pada siang hari yang terik dengan menggunakan baju hitam, badanmu akan terasa panas. Hal ini disebabkan warna hitam merupakan penyerap kalor radiasi yang paling baik. Sebaliknya, pada malam hari orang yang memakai baju hitam merasa lebih dingin daripada orang yang mengenakan baju putih. Hal tersebut dapat terjadi karena pakaian yang berwarna hitam menyerap kalor yang dikeluarkan tubuh.
Lakukanlah kegiatan berikut bersama dengan kelompokmu untuk membuktikan cara perpindahan panas secara radiasi. Persiapkanlah alat dan bahan yang diperlukan dan ikutilah langkah percobannya. Jangan lupa menjawab pertanyaan yang berhubungan dengan kegiatan ini!
Alat dan Bahan:
1. satu batang lilin
2. korek api
3. penggaris
Cara Kerja:
Pertanyaan:
1. Apa yang kamu rasakan ketika kamu mendekatkan tangan ke nyala api pada jarak 2 cm?
Alat dan Bahan:
1. satu batang lilin
2. korek api
3. penggaris
Cara Kerja:
- Nyalakan lilin dengan menggunakan korek api yang telah disiapkan.
- Dekatkan tanganmu ke nyala api pada jarak 2 cm, gunakan penggaris untuk mengukur jarak (hati-hati jangan sampai menyentuh api). Apa yang kamu rasakan dan catatlah!
- Pindahkan tanganmu pada jarak 4 cm dari nyala api. Apa yang kamu rasakan? Catatlah!
- Pindahkan tanganmu pada jarak 8 cm dari nyala api. Apa yang kamu rasakan? Catatlah!
Pertanyaan:
1. Apa yang kamu rasakan ketika kamu mendekatkan tangan ke nyala api pada jarak 2 cm?
Tangan terasa agak panas.
2. Apa yang kamu rasakan ketika kamu mendekatkan tangan ke nyala api pada jarak 4 cm?
Tangan terasa agak hangat.
3. Apa yang kamu rasakan ketika kamu mendekatkan tangan ke nyala api pada jarak 8 cm?
Hangatnya tidak begitu terasa
4. Bagaimana panas dari nyala api bisa kamu rasakan?
Panas dari lilin kita rasakan karena adanya radiasi
5. Perpindahan panas seperti yang kamu lakukan pada percobaan di atas disebut ?
Perpindahan panas secara radiasi
6. Sebutkan 3 contoh perpindahan panas lain secara radiasi yang terjadi di sekitar kita!
Beberapa contoh perpindahan panas secara radiasi di sekitar kita adalah
- Radiasi panas dari bola lampu.
- Radiasi panas dari tungku perapian.
- Menetaskan telur ayam atau bebek menggunakan sinar lampu.
- Menjemur pakaian di siang hari.
- Menjemur bahan makanan mentah di siang hari.
Demikian pembahasan mengenai Perpindahan Kalor Secara Konduksi, Konveksi, dan Radiasi. Semoga tulisan ini bermanfaat.
Sumber : Buku Kelas V Tema 6, Kemendikbud
0 komentar:
Post a Comment
Mohon tidak memasukan link aktif.