Memahami Ciri, Jenis, dan Contoh Perpindahan Panas secara Konduksi

Dalam ilmu fiisika, terdapat materi yang mempelajari tentang perpindahan panas di antara material atau benda karena adanya perbedaan suhu, baik panas dan dingin.  Pada umumnya, terdapat tiga jenis perpindahan panas, yaitu konveksi, konduksi, dan radiasi.

Dilansir dari Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), konduksi merupakan suatu hantaran dari bagian benda ke bagian benda lainnya atau dari satu benda ke benda lain tanpa adanya perpindahan partikel maupun zat.

Perpindahan kalor secara konduksi ini biasanya dapat terjadi pada zat padat, misalnya besi, logam, dan tembaga. Zat yang bisa menghantarkan kalor dengan baik dinamakan konduktor, sementara itu, zat yang sulit menghantarkan kalor dinamakan isolator. Agar lebih memahami jenis perpindahan panas ini, simak penjelasannya lebih lanjut berikut ini.

Ciri-ciri Perpindahan Panas secara Konduksi

Perpindahan panas secara konduksi memiliki beberapa karakteristik yang membedakannya dengan dua jenis perpindahan panas lainnya. Berikut ini beberapa ciri-cirinya.  

• Memerlukan zat perantara atau medium.
• Wajib saling bersentuhan.
• Umumnya, terjadi pada zat padat.
• Perpindahan Kalor tidak diikuti zat perantara.

Jenis Perpindahan Panas secara Konduksi

Perpindahan panas secara konduksi dibagi berdasarkan dua aspek yaitu secara umum dan berdasarkan jenis energi yang ditransfer. Berikut ini penjelasannya.

1. Konduksi secara Umum

Secara umum, perpindahan panas secara konduksi dibagi menjadi tiga jenis, antara lain:

• Konduksi pada Dinding Satu Dimensi

Dilansir dari laman Gramedia.com, konduksi pada dinding datar yang dapat dipandang sebagai konduksi atau dimensi ini sebenarnya tidak pernah ada. Tetapi, konduksi yang terjadi pada dinding yang relatif tipis dan cukup luas maupun keempat sisinya diisolasi secara baik.

• Konduksi Tunak pada Dinding Datar

Jenis konduksi ini umumnya memiliki susunan listrik seri yang didalamnya terdapat arus besar. kuat. Selain itu jenis konduksi ini juga memiliki penghantar dengan panjang yang tidak mempunyai percabangan. 

• Konduksi pada Dinding Paralel

Jenis konduksi ini terjadi karena perpindahan panas berada pada dinding yang paralel dan darat. Keadaan inilah yang akan menjadikan tidak adanya perpindahan panas di dalam arah melintang di antara dinding-dinding

2. Konduksi Berdasarkan Jenis Energi yang Ditransfer

Berikut ini empat  jenis konduksi berdasarkan energi yang ditransfer

• Konduksi Kalor atau Konduksi Termal

Merupakan jenis konduksi yang mentransfer energi dari zat yang lebih hangat ke zat yang lebih dingin melalui kontak secara langsung. 

Contohnya yaitu seseorang yang sedang menyentuh pegangan wajan logam panas.

• Konduksi Listrik

Merupakan jenis konduksi yang mentransfer partikel bermuatan listrik melalui media. Contohnya yaitu listrik yang bepergian melewati kabel listrik di rumah

• Konduksi Suara atau Konduksi Listrik

Merupakan jenis koneksi yang mentransfer gelombang suara melalui media. Contohnya yaitu getaran dari musik keras yang melewati dinding. 

• Konduksi Panas atau Difusi

Merupakan jenis konduksi yang terjadi di dalam benda maupun dua benda  yang bersentuhan. Hal ini merupakan pertukaran mikroskopis langsung energi kinetik dari partikel yang melintas batas antara dua sistem. Saat suatu benda berada pada suhu yang berbeda dari benda lain maupun lingkungan lain.

Rumus Perpindahan Panas secara Konduksi

Berikut ini rumus yang digunakan untuk menghitung perpindahan panas secara konduksi

Laju Kalor = Q/t = kA ΔT/x

Keterangan:

Q = kalor (J) atau (kal)

k = konduktivitas termal (W/mK)

A = luas penampang (m2)

ΔT = perubahan suhu (K)

x = panjang (m)

t = waktu (sekon)

Contoh Perpindahan Panas secara Konduksi

Berikut ini beberapa contoh perpindahan panas secara konduksi

• Membakar ujung besi. Ujung besi yang tidak panas akan menjadi panas. 
• Menyetrika baju
• Es batu yang meleleh saat dipegang dikarenakan suhu tubuh yang hangat pindah ke es
• Piring menjadi panas ketika ditaruh makanan panas
• Knalpot motor yang panas saat mesin dinyalakan
• Tangan melepuh saat memegang wajan yang panas.
• Ketika memasak, spatula akan terasa panas.
• Ketika, berpelukan dengan orang yang mempunyai suhu lebih panas, maka tubuh akan terasa lebih hangat.
• Melelehnya mentega saat diletakkan diatas wajan berapi yang sedang dipanaskan.

Sifat Perpindahan Panas Lainnya

Seperti penjelasan sebelumnya, ada juga jenis perpindahan panas lainya yaitu konveksi dan radiasi yang perlu diketahui. Berikut ini informasinya

1. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas pada zat gas dan cair yang disertai dengan perpindahan partikel zat perantara.

Contoh 

Berikut ini beberapa contoh perpindahan panas secara konveksi

• Terjadinya angin darat dan angin laut – pada siang hari, 
• Gerakan balon udara yang naik dan turun
• AC yang dinyalakan di ruangan panas
• Memanaskan air
• Gerakan mantel bumi yang disebabkan oleh panas dari inti dalam 

Rumus

Berikut ini rumus yang digunakan untuk menghitung perpindahan panas secara konveksi

Laju Kalor = H = h. A. ∆T

Keterangan :

H = Laju perpindahan (J/s)

h = Koefisien konveksi termal (j/sm&³2;K)

A = Luas permukaan (m&³2;)

∆ T = Perbedaan suhu (K)

2. Radiasi

Dilansir dari  buku Arif Cerdas untuk Sekolah Dasar kelas 5 (2020) karya Christiana Umi, perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan secara langsung dari sumber panas ke lingkungannya tanpa menggunakan medium atau perantara apapun.

Contoh 

Berikut ini beberapa contoh perpindahan panas secara konduksi

• Matahari terik di siang hari terasa panas walaupun matahari berjarak sangat jauh dari kita
• Menghangatkan tubuh dekat sumber api
• Memanaskan makanan dengan microwave
• Panas dari bola lampu
• Radiasi solar ultraviolet

Rumus

Berikut ini rumus yang digunakan untuk menghitung perpindahan panas secara radiasi

Laju kalor = P = eσAT4⁴

Keterangan :

P = Daya yang diradiasikan (watt)

e = Emisivitas suatu benda

σ = Konstanta Stefan (5,6703 x 10-8 W/m2K4).

A =Luas suatu benda yang memancarkan radiasi (m2)

T = Suhu mutlak (K)