• Breaking News

    Panduan dan Tutorial Lengkap serta Materi Pelajaran di Mulyono Blog. Konten Terlengkap dan Terpercaya

    Rabu, 06 April 2011

    Pemindahan Kalor dan Daya Hantar Kalor

    Pemindahan Kalor dan Daya Hantar Kalor


    Kualitas kalor dapat mengalami proses perpindahan melalui tiga cara , yaitu secara konveksi radiasi dan konduksi (hantaran). Dalam hal ini perpindahan secara konveksi disebabkan oleh aliran fluida dari daerah panas kedaerah yang dingin.Sedangkan perpindahan secara radiasi disebabkan oleh pancaran kuanta materi yang membawa tenaga dari suatu sumber radiator kedaerah sekitarnya.Adapun konduksi adalah proses perpindahan panas karena gerak kacau atom-atom/ molekul-molekul atau elektron-elektron bebas dari suatu benda akibat pemanasan.Dalam hal ini makin panas suatu benda maka makin tinggi pula tingkat-tingkat kekacauan itu. Akibatnya kebolehjadian zarrah-zarrah tersebut makin bertumbukan makin besar, menyebabkan pelepasan tenaga dari suatu bagian sistem ke bagian lain makin besar.Selanjutnya gejala ini menjalar keseluruh sistem. Akibat lanjutannya adalah terjadinya aliran tenaga (kalor) dari daerah yang kalornya tinggi ke daerah yang kalornya rendah.

    Gambar 9.4 Aliran kalor
    Selanjutnya dalam uraian ini membahas konduksi panas saja. Sekarang tinjaulah suatu lempeng konduktor panas yang tebalnya l dan luas penampang A dengan selisih suhu antara kedua belah permukaannya adalah : t = t2 – t1. Secara empris kita dapat menyadari besarnya kalor persatuan waktu yang mengalir melewati luasan A sebagai akibat perbedaan suhu kedua belah permukaannya adalah:
    atau
    (9.10) dimana H menyatakan tenaga (kalor) persatuan waktu yang mengalir dari daerah yang suhunya tinggi kedaerah yang suhunya rendah, sedangkan tanda negatif pada (9.10) melukiskan pelepasan kalor yang menyebabkan berkurangnya kalor dari daerah yang suhunya tinggi.Berikutnya , untuk kalor yang tidak homogen (tidak merata) disetiap lapisan, maka rumus (11-10) dapat ditulis sebagai berikut:
    (9.11) dengan K = Koefisien daya hantar yang satuannya adalah [K] = [ kalori/det.cmoC].
    Akhirnya perlu dicatat disini bahwa apabila sistem sudah dalam setimbang maka aliran kalor secara nantaran itu akan terhenti. Ini berarti menurut (9.11) suhu kedua belah permukaan sudah sama,atau dengan kata lain H = 0.
    Gambar 9.5 Penghantar bernetuk huruf Y
    Sebagai contoh pemakaian tinjaulah suatu sistem penghantar yang berbentuk huruf Y yang ketiga cabangnya sama besar penampangnya serta sama pula panjangnya.Dalam hal ini kalau t2 > t1,maka suhu pada titik cabang penghantar dapat dihitung sebagai berikut. Andaikan suhu pada titik cabang kita tandai dengan t, dan mengingat bahwa diandaikan pulatak ada kalor yang hilang, maka menurut (9.10) kita akan dapatkan persamaan:
    Dalam hal ini koefisien K ketiga cabang sama karena bahannya yang sama pula.Dari sangkutan ini segera kita peroleh:
    Contoh 6: Tinjaulah sebuah lempeng gabungan yang terdiri dari dua bahan yang ketebalannya berbeda.l1 dan l2, dengan konduktivitas yang berbeda k1 dan k2. Jika temperatur pada permukaan-permukaan luar adalah t2 dan t1, carilah banyaknya perpindahan kalor persatuan waktu yang melalui lempeng gabungan didalam keadaan lunak.
    Jawab :
    Misalkan Tx adalah temperature persambungan;
    Dalam keadaan tunak, H1 = H2, = H, sehingga = H
    Jika diadakan manipulasi matematik dengan menjumlahkan masing-masing luas diperoleh: