T = suhu mutlak permukaan

Oleh
Novi Indah Riani, S.Pd., M.T.
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Perpindahan panas dasar atau kalor adalah
pengangkutan energi karena perbedaan suhu benda atau
material
Ilmu perpindahan panas berhubungan erat dengan ilmu
termodinamika
Perpindahan Panas :menjelaskan terjadinya perpindahan
energi dari suatu benda ke benda lain dan meramalkan
lajunya
Termodinamika : meramalkan energi yang dibutuhkan
untuk mengubah sistem dari keadaan setimbang ke
keadaan setimbang yang lain
Sasaran analisis ilmu perpindahan panas adalah laju
perpindahan energi. Perpindahan panas dapat terjadi
secara konduksi, konveksi dan radiasi.
Pengantar
KONSEP
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
PRINSIP KONDUKSI
Energi berpindah secara
konduksi/hantaran jika
pada suatu benda
terdapat perbedaan suhu
antara satu bagian dengan
bagian yang lain
T1
q
T2
q
T1 > T2
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
Perpindahan kalor yang tanpa disertai perpindahan
zat perantara
K
O
N
D
U
K
S
I
d
T2
T1
A
A = luas permukaan (m2)
d = ketebalan benda (m)
T1 = suhu pada salah satu ujung benda (K)
T2 = suhu pada ujung lain benda (K)
ΔT = perbedaan suhu (K)
ΔT = T1 – T2
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
LAJU PERPINDAHAN PANAS DIBERIKAN SESUAI
HUKUM FOURIER :
dimana : k
T
q  kA
x
= konduktivitas termal
A
= luasan bidang perpindahan panas
T
= perbedaan suhu
x
= jarak bidang perpindahan panas
= gradien suhu
Tanda minus menunjukkan kalor mengalir ke tempat yang
lebih rendah dalam skala suhu.
Konduktivitas termal/panas menunjukkan :
 Ukuran kemampuan material untuk menghantarkan energi
 Energi yang dihantarkan tiap unit waktu, tiap satuan
panjang dan tiap beda suhu
Pengantar
FAKTA
K
O
N
V
E
K
S
I
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Perpindahan kalor yang disertai
perpindahan zat perantara
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
FAKTA
Terjadinya angin laut
Angin laut terjadi pada siang hari
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
FAKTA
Terjadinya angin darat
Angin darat terjadi pada malam hari
Pengantar
FAKTA
Fakta
Konsep
sistem pendinginan
mobil (radiator)
Ringkasan
Latihan
Asesmen
pembuatan cerobong
asap
Pengantar
FAKTA
Fakta
Lemari es
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Pengantar
Fakta
KONSEP
Ts
>
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
PRINSIP KONVEKSI
T~
T~
q
Ts
Jika benda bersuhu tinggi berada
pada lingkungan fluida bersuhu
rendah maka akan terjadi
perpindahan panas secara
konveksi dari benda ke lingkungan.
Hal ini terjadi karena pengaruh
gerakan pertikel-partikel fluida.
Perpindahan panas konveksi diklasifikasikan :
 Konveksi bebas
Terjadi karena perbedaan kerapatan yang disebabkan gradien suhu
 Konveksi paksa
Gerakan pencampuran karena pengaruh mekanis
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
Laju perpindahan panas mengikuti hukum Newton tentang
pendinginan :
q  h A (Ts - T ~)
Dimana : h
Ts
T~
= koefisien perpindahan panas konveksi
atau konduktansi permukaan satuan
= suhu permukaan
= suhu lingkungan
Koefisien perpindahan panas konveksi menggambarkan energi
yang dibuang tiap satuan waktu, tiap satuan luas dan tiap
perbedaan suhu.
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
FAKTA
Perpindahan kalor tanpa zat perantara
R
A
D
I
A
S
I
A
T
A = luas permukaan (m2)
T = suhu mutlak permukaan (K)
Asesmen
Pengantar
FAKTA
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
Radiasi adalah proses mengalirnya panas dari benda bersuhu
tinggi ke benda bersuhu rendah bila benda terpisah baik oleh
udara/gas atau hampa (vakum). Istilah “radiasi” dipergunakan
untuk segala jenis gelombang elektromagnetik, tetapi dalam ilmu
ini dibatasi pada persoalan yang diakibatkan oleh suhu dan yang
dapat mengangkut energi melalui medium tembus cahaya atau
melalui ruang. Energi ini disebut radiasi termal.
T1 > T2
Permukaan 2, T2
Permukaan 1, T1
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
KONSEP
Dalam perpindahan panas radiasi dikenal penyinar ideal/benda hitam
yang dapat memancarkan energi dengan laju sebanding dengan
pangkat empat suhu absolut benda itu
Laju perpindahan panas :
q =  A (T14 - T24 )
Dengan  adalah konstanta Stefan-Boltzmann sebesar 5,67 x 10- 8
W/m2.K4 atau 0.1714 x 10- 8 Btu/hr.ft2.R4.
Persamaan di atas mengandaikan energi teradiasi oleh benda hitam.
Jika benda tidak hitam (seperti abu-abu), maka harus dimasukkan
faktor emisivitas () atau pancaran :
q =  A (T14- T24)
Pengantar
Fakta
RINGKASAN
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
LATIHAN
Berapa suhu pada sisi kanan dari benda seperti
pada gambar di bawah ini
Asesmen
Pengantar
LATIHAN
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
Asesmen
Pengantar
Fakta
Konsep
Ringkasan
Latihan
TUGAS
 Buat mind map tentang perpindahan kalor dan massa 1 (dalam
bentuk softcopy)
 Resume di kertas A4, tulis tangan, disertai gambar, materi
perkuliahan hari ini, (se-kreatif mungkin)
Asesmen