PERPINDAGAN PANAS adalah ilmu yang mempelajari cara panas berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dan bagaimana menghitungnya.
PERPINDAHAN PANAS adalah pengembangan analisis termodinamika melalui studi tentang cara panas berpindah dan korelasi-korelasi untuk menghitung laju perpindahan panas. Panas akan mengalir dari tempat yang suhunya tinggi ketempat yang suhunya lebih rendah.
Mode Perpindahan Panas dan Laju Perpindahannya
1. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan energi dari partikel yang lebih kuat ke partikel yanglebih lemah dari suatu zat karena interaksi diantara partikel-partikelnya.
Laju Perpindahan Panas Konduksi
Persamaan laju perpindahan panas konduksi dikenal sebagai hukum Fourier. Sebagai contoh: laju perpindahan panas per-unit area atau fluks kalor dari suatu dinding datar satu dimensi dengan distribusi temperatur T(x) adalah :
Secara sederhana laju perpindahan kalor bisa dirumuskan sebagai kalor yang mengalir persatuan waktu. Laju perpidahan kalor secara koduksi dirumuskan sebagai perkalian antara konduktivitas kalor (k) dengan luas penampang (A)dan selisih suhu kedua titik ( T2-T1) dibagi dengan jarak kedua titik (x). Rumus laju perpindahan kalor nya:
Contoh SoalSebuah lempeng baja mempunyai luas penampang 20 cm2 panjang 50 cm. Jika perubahan suhu yang terjadi antara 2 titik yang jaraknya 1 m pada lempeng baja tersebut adalah 50o C dan Konduktivitas kalor dari lempeng baja tersebut adalah 0,16 W/mK. Berapa laju perpindahan kalor?
Jawab
= 0,16 . 20. 10-4 50/1
= 1,6. 10-3 W/m2
Perpindahan panas konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi diantara permukaan padat dengan fluida yang mengalir di sekitarnya karena perbedaan temperatur diantara keduanya.
Perpindahan panas konveksi dikalsifikasikan berdasarkan sifat alirannya menjadi konveksi paksa dan konveksi bebas.
Konveksi paksa terjadi apabila aliran fluida disebabkan oleh tenaga dari luar seperti kipas, pompa, atau angin.
Konveksi bebas terjadi apabilaaliran fluida disebabkan oleh gaya apung (bouyancy forces) karena perbedaan densitas oleh variasi temperatur dari fluida.
Laju Perpindahan Panas Konveksi
Persamaan laju perpindahan panas konveksi dikenal sebagai hukum Newton tentang pendinginan.
Contoh perpindahan kalor secara konveksi misalnya ketika sobat hitung masak air, ketika air mendidihterjadi perpindahan kalor dari api kompor ke panci kemudian ke air. Perpindahan ini juga diiringi perpindahan atau bergeraknya medium berupa air. Laju perpindahan kalor secara konveksi dapa dirumuskan
h = adalah tetapan konveksi. Setiap benda memiliki tetapan konveksi yang berbeda. Semakin mudah benda itu menyerap atau melepas kalor dan memindahkannya maka semakin besar nilai tetapan ini. A adalah luas penampang melintang dan T2-T1 adalah selisih suhu.
Contoh Soal
Sejenis gas beracun berada di dalam ruang tertutup berbentuk tabung dengan penampang melintang 80 cm2. Jika terjadi perubahan suhu sebesar 80oC dan koefisien konveksi gas tersebut adalah 80 W/mK maka berapa laju perpindahan kalor dalam gas beracun tersebut?
Sejenis gas beracun berada di dalam ruang tertutup berbentuk tabung dengan penampang melintang 80 cm2. Jika terjadi perubahan suhu sebesar 80oC dan koefisien konveksi gas tersebut adalah 80 W/mK maka berapa laju perpindahan kalor dalam gas beracun tersebut?
Jawab:Heheh ayo sobat hitung silahkan dicoba sendiri ya,,
3. Radiasi
Perpindahan panas radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi karena pancaran / sinaran / radiasi gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan media perantara.
Laju perpindahan panas radiasi
Persamaan laju perpindahan panas radiasi diperoleh berdasarkan hukum Stefan-Boltzmann.
Berbeda dengan 2 jenis perpindahan kalor sebelumnya yang menggunakan medium, perpindahan kalor ini tdak membutuhkan medium atau perantara. Apa contohnya? Panas matahari yang sampai kebumi melewati ruang angkasa yang hampa udara (tanpa ada medium). Setiap benda bisa menyerap kalor dipancarkan secar radiasi. Akan tetapi yang menentukan daya serap dan daya bukannlah jenis bahan benda tersebut melainkan warnanya.
Semakin hitam sebuah benda maka benda tersebut akan cenderung semakin menyerap panas yang dipancarkan melalui radiasi. Kehitaman sebuah inilah yang disebut sebagai emisivitas bahan disimbolkan dengan e. Laju penyerapan kalor yang dipancarkan secara radiasi dirumuskan
Dengan e adala emisivitas benda, dimana jika benda hitam mempunyai nilai e = 1 jka benda berwarna hitam dan e bernilai 0 (nol) jika benda berwarna putih. σ adalah konstanta Setfan-Boltzman σ = 5,67 x10-8C. A adalah luas permukaan benda dan T adalah suhu dalam kelvin.
Contoh:
1. Benda hitam sempurna luas permukaannya 1 m2 dan suhunya 27 ºC. Jika suhu sekelilingnya 77 ºC, hitunglah:
a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas
b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam.
a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas
b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam.
Jawab:
Benda hitam, maka e = 1
T1 = 300 K
T2 = 350 K
σ = 5,67.10-8 watt m-2K-4
a. Kalor yang diserap per satuan waktu = e σ ( T24 – T14) = 1. 5,67.10-8 (3504 – 3004) = 391,72 watt/m2
b. R = Q/A.t = 391,72. 1. 3600 = 1.410.120 Joule
download materi :
08 Pengantar Radiasi
07 konveksi bebas
04 konveksi
jika ingin lebih banyak file dan soal-soal pembahasan silahkan hubungi 278E2862, mohon maaf gak post materi lengkap.. silahkan hubungi saya ajah jika ingin lengkap.. iklan PIN hahaha !!!
http://sofyanida.blogspot.com
0 komentar:
Post a Comment
http://sofyanida.blogspot.com