Definisi Konduksi dalam Fisika

Konduksi mengacu pada transfer energi melalui pergerakan partikel yang bersentuhan satu sama lain. Dalam fisika, kata "konduksi" digunakan untuk menggambarkan tiga jenis perilaku, yang didefinisikan oleh jenis energi yang ditransfer:

• Konduksi panas (atau konduksi termal) adalah transfer energi dari zat yang lebih hangat ke yang lebih dingin melalui kontak langsung, seperti seseorang menyentuh pegangan wajan logam panas.
• Konduksi listrik adalah transfer partikel bermuatan listrik melalui media, seperti listrik yang bepergian melalui kabel listrik di rumah Anda.
• Konduksi suara (atau konduksi akustik) adalah transfer gelombang suara melalui media, seperti getaran dari musik keras yang melewati dinding.

Bahan yang memberikan konduksi yang baik disebut a konduktor, sedangkan bahan yang menghasilkan konduksi yang buruk disebut a isolator.

Konduksi panas dapat dipahami, pada tingkat atom, ketika partikel secara fisik mentransfer energi panas ketika mereka bersentuhan secara fisik dengan partikel tetangga. Ini mirip dengan penjelasan panas oleh

Misalnya, jika batang besi dipanaskan di satu ujung, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, panas dipahami secara fisik sebagai getaran masing-masing atom besi di dalam batang. Atom-atom di sisi yang lebih dingin dari bar bergetar dengan energi yang lebih sedikit. Ketika partikel-partikel energik bergetar, mereka bersentuhan dengan atom besi yang berdekatan dan memberikan sebagian energinya kepada atom-atom besi lainnya. Seiring waktu, ujung panas batang kehilangan energi dan ujung batang dingin mendapatkan energi, sampai seluruh batang memiliki suhu yang sama. Ini adalah kondisi yang dikenal sebagai kesetimbangan termal.

Namun, dalam mempertimbangkan perpindahan panas, contoh di atas kehilangan satu poin penting: batang besi bukan sistem yang terisolasi. Dengan kata lain, tidak semua energi dari atom besi yang dipanaskan ditransfer dengan konduksi ke atom besi yang berdekatan. Kecuali itu ditahan oleh isolator di ruang vakum, batang besi juga masuk kontak fisik dengan meja atau landasan atau benda lain, dan juga bersentuhan dengan udara di sekitarnya. Ketika partikel-partikel udara bersentuhan dengan bar, mereka juga akan mendapatkan energi dan membawanya menjauh dari bar (meskipun lambat, karena konduktivitas termal dari udara yang tidak bergerak sangat kecil). Bar juga sangat panas sehingga bersinar, yang berarti bahwa ia memancarkan sebagian energi panasnya dalam bentuk cahaya. Ini adalah cara lain di mana atom bergetar kehilangan energi. Jika dibiarkan sendiri, bilah akhirnya akan dingin dan mencapai kesetimbangan termal dengan udara di sekitarnya.

Konduksi listrik terjadi ketika suatu bahan memungkinkan arus listrik melewatinya. Apakah ini mungkin tergantung pada struktur fisik bagaimana elektron terikat di dalam materi dan seberapa mudah atom dapat melepaskan satu atau lebih dari elektron terluarnya ke tetangga atom. Sejauh mana suatu bahan menghambat konduksi arus listrik disebut hambatan listrik material.

Bahan tertentu, ketika didinginkan hingga hampir nol mutlak, kehilangan semua hambatan listrik dan membiarkan arus listrik mengalir melaluinya tanpa kehilangan energi. Bahan-bahan ini disebut superkonduktor.

Suara secara fisik diciptakan oleh getaran, jadi itu mungkin contoh konduksi yang paling jelas. Suatu suara menyebabkan atom-atom di dalam suatu bahan, cairan, atau gas bergetar dan mentransmisikan, atau melakukan, suara melalui materi. Isolator sonik adalah bahan yang atom-atom individualnya tidak mudah bergetar, membuatnya ideal untuk digunakan dalam peredam suara.