Perpindahan Kalor : Konduksi, Konveksi, dan Radiasi Beserta Contohnya

Kalor merupakan energi yang berpindah karena ada perbedaan suhu. Perbedaan suhu ini dapat terjadi dalam suatu benda atau beberapa benda. Ada 3 cara kalor berpindah dari satu tempat ke tempat lain, baik pada benda yang sama maupun beberapa benda, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Pada kenyataannya dua atau tiga cara ini bisa terjadi pada saat yang sama.

Apa beda konduksi, konveksi, dan radiasi dalam memindahkan kalor?

Perpindahan Kalor Secara Konduksi, Konveksi dan Radiasi

Jawab:
Konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel-partikel (molekul-molekul) zat.
Konveksi adalah perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian fluida lainnya oleh fluida itu sendiri akibat perbedaan massa jenis.
Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Bagaimanakah kalor merambat dari api unggun ke kita yang berdiri di dekat api?

Perpindahan Kalor pada Api Unggun

Jawab:

Api unggun memanasi molekul-molekul udara di atas api, hingga massa jenisnya menjadi lebih kecil daripada massa jenis udara di sekitarnya. Udara panas menjadi lebih ringan dan naik vertikal ke atas. Tempat molekul-molekul udara panas akan digantikan oleh molekul-molekul udara dingin di dekatnya, sehingga terjadilah konveksi alami udara berarah ke atas dan bukan ke samping. Jadi kalor yang merambat dari api unggun ke tubuh kita di samping api unggun bukanlah karena konveksi udara.

Suhu api unggun jauh lebih tinggi daripada suhu tubuh kita sehingga kalor akan merambat dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi.

Molekul-molekul udara di dekat api menerima kalor dari api hingga bergetar lebih cepat dan energi kinetiknya lebih besar. Molekul-molekul udara ini kemudian memberikan sebagian energi kinetiknya ke molekul-molekul terdekatnya melalui tumbukan. Akhirnya rambatan kalor secara konduksi ini walaupun berlangsung lama karena jarak antar molekul-molekul udara berjauhan sampai ke tubuh kita.
Jadi, kalor merambat dari api unggun ke tubuh kita secara cepat melalui radiasi dan berlangsung sangat lambat melalui konduksi.

Mengapa kalor dari matahari sampai ke bumi secara radiasi, dan tidak mungkin secara konduksi ataupun konveksi?

Radiasi

Jawab:
Kamu mengetahui baik konduksi maupun konveksi memerlukan zat perantara (medium) untuk menghantarkan kalor. Dalam ruang antara matahari dan atmosfer bumi terdapat ruang hampa, yang sama sekali tidak mengandung molekul-molekul. Karena itu kalor dari matahari sampai ke bumi tidak mungkin melalui konduksi atau konveksi. Karena secara nyata kalor berpindah dari matahari ke bumi  maka perpindahan ini pastilah secara radiasi (pancaran), yaitu perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang memang dapat merambat baik ada medium maupun tidak ada medium.

Mengapa dinding termos terbuat dari kaca?
Jawab:
Dinding termos terbuat dari kaca, yaitu bahan konduktor jelek, agar tidak dapat memindahkan panas secara konduksi.
Mengapa permukaan dalam termos dibuat mengkilap?
Jawab:
Lapisan perak pengilap pada permukaan dalam termos berfungsi memantulkan radiasi dari air panas kembali ke dalam termos.
Mengapa di antara termos terdapat ruang vakum?
Jawab:
Ruang vakum di antara kedua dinding termos tidak memungkinkan perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi ke luar termos.
Mengapa sumbat termos dibuat dari gabus (bahan islator)?
Jawab:
Sumbat yang dibuat dari bahan isolator untuk menjaga agar konveksi tidak terjadi.

Desaian Termos Air Panas

Keempat jawaban pertanyaan di atas adalah alasan desain dari sebuah termos air panas agar selama mungkin bisa mempertahankan suhu air panas di dalamnya.