Pengantar Perpindahan Panas: Bagaimana Perpindahan Panas?

Apa itu panas? Bagaimana perpindahan panas terjadi? Apa efeknya terhadap materi ketika perpindahan panas dari satu tubuh ke tubuh lainnya? Inilah yang perlu Anda ketahui:

Perpindahan panas adalah suatu proses di mana energi internal dari satu zat berpindah ke zat lain. Termodinamika adalah studi tentang perpindahan panas dan perubahan yang dihasilkan dari itu. Pemahaman tentang perpindahan panas sangat penting untuk menganalisis a proses termodinamika, seperti yang terjadi pada mesin panas dan pompa panas.

Di bawah teori kinetik, the energi internal suatu zat dihasilkan dari gerakan atom atau molekul individu. Energi panas adalah bentuk energi yang mentransfer energi ini dari satu tubuh atau sistem ke yang lain. Perpindahan panas ini dapat terjadi dalam beberapa cara:

• Konduksi adalah ketika panas mengalir melalui padatan yang dipanaskan melalui a arus panas bergerak melalui materi. Anda dapat mengamati konduksi saat memanaskan elemen pembakar kompor atau sebatang logam, yang berubah dari panas merah ke panas putih.
instagram viewer
• Konveksi adalah ketika partikel yang dipanaskan memindahkan panas ke zat lain, seperti memasak sesuatu dalam air mendidih.
• Radiasi adalah ketika panas ditransfer melalui gelombang elektromagnetik, seperti dari matahari. Radiasi dapat mentransfer panas melalui ruang kosong, sementara dua metode lainnya memerlukan beberapa bentuk kontak materi-ke-materi untuk transfer.

Agar dua zat saling mempengaruhi, mereka harus dalam kontak termal satu sama lain. Jika Anda membiarkan oven terbuka saat dihidupkan dan berdiri beberapa kaki di depannya, Anda berada dalam kontak termal dengan oven dan dapat merasakan panas yang ditransfer ke Anda (dengan konveksi melalui udara).

Biasanya, tentu saja, Anda tidak merasakan panas dari oven ketika Anda beberapa kaki jauhnya dan itu karena oven isolasi termal untuk menjaga panas di dalamnya, sehingga mencegah kontak panas dengan bagian luar oven. Ini tentu saja tidak sempurna, jadi jika Anda berdiri di dekatnya Anda merasakan panas dari oven.

Kesetimbangan termal adalah ketika dua item yang berada dalam kontak termal tidak lagi mentransfer panas di antara mereka.

Efek dasar dari perpindahan panas adalah bahwa partikel-partikel dari suatu zat bertabrakan dengan partikel-partikel dari zat lain. Substansi yang lebih energik biasanya akan kehilangan energi internal (mis. "Mendinginkan") sedangkan zat yang kurang energik akan mendapatkan energi internal (mis. "Memanas").

Efek yang paling mencolok dari ini dalam kehidupan kita sehari-hari adalah fase transisi, di mana suatu zat berubah dari satu keadaan materi ke yang lain, seperti itu seperti es yang mencair dari padatan ke cairan karena menyerap panas. Air mengandung lebih banyak energi internal (mis. molekul air bergerak lebih cepat) daripada di es.

Selain itu, banyak zat melewati keduanya ekspansi termal atau kontraksi termal karena mereka mendapatkan dan kehilangan energi internal. Air (dan cairan lain) sering mengembang saat membeku, yang sudah terlalu lama ditemukan oleh orang yang menaruh minuman di dalam freezer.

Itu kapasitas panas dari suatu benda membantu menentukan bagaimana suhu benda itu menanggapi menyerap atau memancarkan panas. Kapasitas panas didefinisikan sebagai perubahan panas dibagi dengan perubahan suhu.

Perpindahan panas dipandu oleh beberapa prinsip dasar yang telah dikenal sebagai hukum termodinamika, yang mendefinisikan bagaimana perpindahan panas terkait dengan pekerjaan yang dilakukan oleh suatu sistem dan menempatkan beberapa batasan pada apa yang mungkin dicapai suatu sistem.

Diedit oleh Anne Marie Helmenstine, Ph. D.