MATERI PEMBELAJARAN: PERPINDAHAN KALOR

 MATERI PEMBELAJARAN: PERPINDAHAN KALOR

---

A. Pengertian Perpindahan Kalor

Kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke rendah hingga tercapai kesetimbangan termal.
Satuan kalor: Joule (J) atau kalori (kal).

---

B. Jenis-Jenis Perpindahan Kalor

1. Konduksi (Hantaran)

• Mekanisme:
  Perpindahan kalor melalui zat padat tanpa disertai perpindahan partikel.
  Partikel hanya bergetar di tempat dan mentransfer energi ke partikel tetangga.

• Contoh:

  • Sendok logam yang panas saat dicelupkan ke air mendidih.

  • Panas dari ujung solder ke ujung lainnya.

• Faktor yang Memengaruhi:

  • Konduktivitas termal (k):
    Logam (k tinggi) > Kayu (k rendah).

  • Luas penampang dan panjang benda.

• Rumus:

  $$Q=\frac{k\cdot A\cdot \mathrm{\Delta }T\cdot t}{d}$$

  • $Q$: Kalor (J)

  • $k$: Konduktivitas termal (W/m°C)

  • $A$: Luas penampang (m²)

  • $\mathrm{\Delta }T$: Perbedaan suhu (°C)

  • $t$: Waktu (s)

  • $d$: Tebal bahan (m)

2. Konveksi (Aliran)

• Mekanisme:
  Perpindahan kalor melalui zat cair/gas disertai pergerakan partikel.

• Jenis Konveksi:

  1. Alami: Gerakan partikel karena perbedaan massa jenis (contoh: udara panas naik).

  2. Paksa: Dipompa/ditiup (contoh: AC, kipas angin).

• Contoh:

  • Pemanasan air dalam panci (air bawah panas naik, air dingin turun).

  • Angin darat dan laut.

• Rumus Laju Kalor Konveksi:

  $$Q=h\cdot A\cdot \mathrm{\Delta }T\cdot t$$

  • $h$: Koefisien konveksi (W/m²°C)

3. Radiasi (Pancaran)

• Mekanisme:
  Perpindahan kalor tanpa medium melalui gelombang elektromagnetik.

• Contoh:

  • Panas matahari sampai ke Bumi.

  • Tubuh terhangatkan di dekat api unggun.

• Faktor yang Memengaruhi:

  • Emisivitas (e): Kemampuan memancarkan radiasi (0 ≤ e ≤ 1).

  • Suhu permukaan ($T^4$).

• Hukum Stefan-Boltzmann:

  $$Q=e\cdot \sigma \cdot A\cdot T^4\cdot t$$

• $\sigma$: Konstanta Stefan-Boltzmann ($5.67\times {10}^{-8}{\text{W/m}}^2{\text{K}}^4$)

• $T$: Suhu mutlak (K)

---

C. Perbandingan Ketiga Jenis Perpindahan Kalor

Aspek	Konduksi	Konveksi	Radiasi
Medium	Zat padat	Zat cair/gas	Tidak butuh medium
Partikel	Tidak berpindah	Berpindah	Tidak terlibat
Contoh	Panas pada logam	Sirkulasi udara di ruangan	Sinar matahari

---

D. Aplikasi dalam Kehidupan

1. Konduksi:

   • Isolator termal (stirofoam, kayu) untuk mengurangi hantaran panas.

2. Konveksi:

   • Sistem pemanas sentral di rumah.

3. Radiasi:

   • Panel surya mengubah radiasi matahari jadi listrik.

---

E. Latihan Soal

Explore more at Quizizz.

BuSet Mei 03, 2025 Tags : Fisika , IPA , OSN , SMP

Subscribe by Email

Follow Updates Articles from This Blog via Email