IPA | Proses dan Contoh Penghantaran Kalor (Konduksi, Konveksi, dan Radiasi)

Kembali ke : Halaman Utama

IPA 3.6.2 (Bagian 2)

A.  Penghantaran Kalor secara Konduksi 

Pernahkah kamu membakar ujung sebuah kawat? Kamu pasti juga akan merasakan panasnya menyebar ke bagian lainnya. Panas menyebar melalui kawat. Kawat merupakan salah satu padatan.

Sebelum melanjutkan pembahasan, kita mengenal ada perbedaan antara konduksi kalor dan konduksi listrik. Untuk konduksi kalor berarti penghantaran panas, sedangkan konduksi listrik serarti penghantaran daya listrik. Kali ini kita akan membahas konduksi kalor.

Baca juga :  Wujud Benda dan Ciri-ciri Susunan Partikelnya

Membakar Ujung Kawat
Tahap-tahap penghantaran kalor secara konduksi yang terjadi adalah :

1. Ujung kawat menerima panas dari sumber kalor. Panas diterima oleh bagian kawat yang menerima kalor terlebih dahulu.
2. Panas dihantarkan dari satu partikel ke partikel kawat lainnya secara berurutan
3. Posisi partikel kawat tetap pada posisinya. Partikel kawat tidak bergerak dan tidak berpindah dari posisinya.
4. Dalam beberapa waktu, jika pembakaran di ujung terus terjasi, kalor dapat mencapai pada bagian kawat yang kita pegang.

Dari contoh di atas bisa kita simpulkan bahwa konduksi merupakan penghantaran kalor atau panas melalui zat perantara, di mana partikel-partikel zat perantara tidak ikut berpindah. Konduksi terjadi melalui zat perantara yang berwujud benda padat.

Contoh-contoh konduksi kalor lainnya adalah dalam aktivitas atau peristiwa :

1. Gagang spatula terasa panas saat digunakan untuk memasak
2. Rasa panas memegang gelas yang disi air panas
3. Panasnya seluruh permukaan wajan ketika memasak
4. Sendok terasa panas ketika makan makanan panas
5. Gagang panci terasa hangat ketika memasak
6. Tutup panci terasa panas saat diletakkan di atas kompor
7. Alas setrika menjadi panas menyeluruh ketika dicolokkan ke listrik
8. Mangkok menjadi panas ketika dituang nasi panas

B.  Pengantaran Kalor secara Konveksi 

Kamu pasti pernah memasak air. Air merupakan cairan. Cairan memiliki ciri partikel yang memiliki ikatan yang lemah. Oleh karena itu, air selalu berubah bentuknya sesuai wadahnya.

Bila kita memasak air menggunakan panci, dasar panci diletakkan pada kompor yang menyala. Hal ini berarti dasar panci lebih dahulu menerima panas daripada bagian permukaan air.

Memasak Air
Tahap-tahap penghantaran kalor secara konduksi dalam peristiwa memasak air adalah :

1. Saat air dipanaskan, partikel air menjadi memuai dan menjadi lebih renggang.
2. Partikel air yang berada di dasar panci akan menjadi lebih ringan sehingga partikel air tersebut terangkat ke permukaan.
3. Partikel air yang berada di permukaan turun ke dasar panci.
4. Begitu menerima kalor, maka partikel air akan memuai dan menjadi lebih ringan. Ketika partikel menjadi lebih ringan daripada partikel lain di sekitarnya, maka partikel akan terangkat ke permukaan.

Peristiwa di atas dapat kita amati dengan jelas ketika air yang dimasak mendidih. Air tampak terus berputar di dalam panci. Hal itu merupakan salah satu contoh arus konveksi.

Air Mendidih Menghasilkan Uap Air
Dalam memasak air, konveksi tidak hanya terjadi di dalam air, tetapi di dalam udara di atas permukaan air. Partikel air yang sudah mendidih akan berubah menjadi gas dalam bentuk uap air. Uap air akan menyebarkan panas di udara sekitarnya. Hal ini membuat partikel udara yang mendapat kalor akan memuai dan menjadi lebih ringan. Partikel tersebut juga akan ikur terangkat semakin tinggi ke atas.

Sistem Pendingin Ruangan
Pernahkah kamu terpikirkan, mengapa pendingin ruangan atau AC selalu dipasang di bagian atau ruangan. Mengapa tidak di bawah saja, dekat dengan lantai? Jawabannya adalah, supaya AC efektif menyerap udara panas.

Gas freon akan disemprotkan AC ke bagian bawah. Hal ini membuat udara di bagian bawah menjadi lebih dingin. Sementara itu udara panas akan naik ke bagian atas ruangan. Udara panas tersebut akan diserap AC dan dibuang keluar ruangan.

Begitu juga, jika ada beberapa orang di dalam ruangan, udara akan menjadi panas karena tubuh manusia menghasilkan panas. Udara panas akan terangkat ke bagian atas ruangan dan diserap oleh AC untuk dibuang ke luar ruangan.

Angin Darat dan Angin Laut
Matahari memanaskan permukaan darat dan laut pada siang hari. Daratan lebih cepat menyerap panas daripada laut. Akibatnya udara di darat yang telah panas memuai dan naik lebih tinggi ke atmosfer.  Udara dari laut bergeser ke arah darat yang menyebabkan angin laut.

Laut lebih mampu menyimpan kalor daripada darat. Pada malam hari, permukaan laut lebih hangat daripada daratan. Udara di atas permukaan laut yang menerima kalor dari laut memuai dan naik lebih tinggi ke atmosfer. Akibatnya udara dari darat bergeser ke arah laut yang menyebabkan angin darat.

Dari contoh-contoh di atas bisa kita simpulkan bahwa konveksi merupakan penghantaran kalor atau panas melalui zat perantara, di mana partikel-partikel zat perantara ikut berpindah / bergerak bersama aliran kalor. Perpindahan zat perantara disebut sebut arus konveksi. Salah satu peristiwa arus konveksi adalah air mendidih.

Konveksi terjadi melalui zat perantara yang dapat mengalir (fluida) yaitu cairan dan gas.

Contoh-contoh konveksi kalor lainnya adalah dalam aktivitas atau peristiwa :

1. Mencairnya es dan salju
2. Sistem pembekuan menggunakan kulkas
3. Angin gunung dan angin lembah
4. Proses terbentuknya awan
5. Menerbangkan balon udara
6. Sistem radiator
7. Pengaturan suhu tubuh manusia

Baca juga :  Sumber Kalor dan Sifat-sifat Kalor

C.  Pengantaran Kalor secara Radiasi

Tahukah kamu bahwa di luar atmoster bumi adalah ruang hampa. Ruang hampa adalah ruang yang tidak diisi dengan materi yang memenuhi ruang. Walaupun di dalam atmosfer bumi terdapat udara, namun di luar atmoster bumi tidak ada udara sama sekali, dalam bentuk apapun. Tetapi ternyata panas matahari mampu sampai ke bumi, walaupun tanpa perantara. Hal ini terjadi karena kalor mampu menyebar, walaupun tanpa zat perantara.

Menyalakan Api Unggun
Saat kita berkemah dalam kegiatan Pramuka, kita selalu membakar api unggun. Di dekat nyala api unggun itu tubuh kita kita terasa panas. Penyebaran kalor dari api unggun tersebut terjadi secara radiasi.

“Lho, mengapa terjadi secara radiasi? Bukankah seharusnya terjadi secara konveksi karena di antara nyala api unggun dan tubuh kita terdapat udara yang dapat berperan sebagai zat perantara?”

Ya benar, di antara nyala api unggun dan tubuh kita terdapat udara yang berperan sebagai zat perantara. Peristiwa penyebaran secara konveksi dalam pembakaran api unggun juga pasti terjadi, karena di sana terjadi pemuaian partikel udara. Tetapi aliran partikel udara dari proses konveksi akan bergerak naik ke atas, bukan mengarah mendatar ke arah badan kita. Sehingga panas langsung yang berasal dari api unggun ke badan dianggap sebagai radiasi. Penyebaran panas melalui radiasi terjadi dengan cepat. Kita bisa seketika itu juga merasakan panasnya api unggun, karena kalor dapat menyebar tanpa harus melalui perantara.

Contoh-contoh radiasi kalor lainnya adalah dalam aktivitas atau peristiwa :

1. Ibu menjemur pakaian di bawah terik matahari
2. Nelayan mengeringkan ikan di bawah terik matahari.
3. Menetaskan telur ayam menggunakan mesin penetas telur, panas berasal dari dari nyala lampu pijar
4. Memanggang kue menggunakan microwave