Selamat datang di website mafiaisrul.blogspot.com kali ini kita akan membahas sedikit tentang Pengertian dasar panas dan perpindahan panas. Nah berikut penjelasan singkatnya…
PENGERTIAN DASAR PANAS DAN PERPINDAHAN PANAS
Perpindahan panas adalah istilah yang di peroleh untuk mempelajari mekanisme transfer energi dalam bentuk panas. Contoh perpindahan panas sangat banyak, di dalam industry seperti gas buang power plant, heat exchanger, tempa baja dan lain-lain. Panas yang berpindah ke sebuah system, energi ini bertransformasi ke bentuk energi lain seperti energi kinetic ataupun energi internal.
Hubungan antara jenis energi ini dikenal sebagai hokum pertama termodinamika atau hukum konservasi energi. Secara matematika dituliskan di dalam sisitem tertutup sebagai berikut :
Q = W + delta U + delta E
Dimana :
Q : merupakan panas yang masuk ke dalam system
U : perubahan energi internal
E : perubahan energi kinetic
W : kerja yang dilakukan oleh system
SEJARAH PERPINDAHAN PANAS
Panas merupaka bentuk energi yang perwujudannya merupakan Gerakan molekul pada zat dan bias terpancar dari satu bagian ke bagian lain melalui konduksi (phonon, electron, dan partikel fluida), konveksi (partikel fluida), dan radiasi (photon). Hal ini uga dapat di transformasi ke dalam bentuk energi lainnya. Berikut beberapa perkembangan di dalam perpindahan panas, yaitu :
Kelvin : menciptakan matematika cara baru dan percobaan fisika berdasarkan konsep energi. Kelvin memperkenalkan istilah degradasi energi (di dalam energi potensial dan kinetic). Aturan–aturan ini selanjutnya menjadi hukum pertama dan kedua termodinamika.
Boltzman : mengembangkan ide mengenai konten panas, entropi (mengukur kerusakan system), dan sifat termodinamika lainnya. Boltzman memperkenalkan persamaan hubungan entropi terhadap probabilitas.
Plank : menemukan adanya energi di dalam satuan diskrit, disebut quanta. Dia berasumsi bahwa lam bersifat selektif di dalam jumlah energi baik menerima maupun memancarkan.
PRINSIP PHONON, ELEKTRON, PARTIKEL FLUIDA, DAN PHOTON
Panas merupakan gerakan atom yang bervibrasi di dalam padatan. Phonon merupakan kuantitas getaran yang terjadi di dalam kisi atom, Seperti padatan kristal.
Gambar 1.1. Variasi gerakan atom yang memberikan potensial antar atom. Dari perpektif mikroskopi temperatur merupakan ukuran rata-rata energi kinetik molekul/atom. Semakin besar energi kinetik translasi semakin tinggi temperatur. Temperatur absolut nol ( 0 K ) ketika molekul tidak mempunyai gerakan didalam sistem ( terdapatnya titik nol didalam mekanika kuantum).
Definisi temperature untuk sistem N partikel, mempunyai massa mi dan kecepatan translasi ui ditunjukkan sebagai berikut :
Dimana Nf = 3 N yang merupakan nilai derajat kebebasan translasi pada partikel.
Didalam mekanika klasik, adanya getaran kisi dapat diuraikan ke dalam superposisi model getaran non-delokalisasi. Ketika model tersebut dianalisis dengan menggunakan mekanika kuantum, ditemukannya partikel kuantum seperti quansi partikel. Phonom disebut juga boson dan dikatakan mempunyai spin 0. Phonon terdistribusi berdasarkan skala energinya Ep/KbT. Pada Gambar 1.2. menunjukkan energi phonon merupakan sejumlah energi potensial dan kinetiknya. Elektron menyimpan panas dan energi potensial. Elektron merupakan muatan partikel sub atomik. Didalam atom elektron mengelilingi nukleus dengan tersusun yang disebut konfigurasi elektron. Elektron mempunyai spin ½ dan mempunyai sifat keduanya partikel dan gelombang. Untuk zat padat, elektron berperan dalam membentuk ikatan.
Gas dan cairan tersusun dari atom atau molekul tunggal, dimana dapat bersifat netral dan bermuatan. Energi partikel fluida dibagi menjadi energi potensial, energi elektronik, dan energi kinetik. Didalam gas ideal tumbukan antara partikel gas bersifat elastis dan gaya tarik antar partikel diabaikan. Untuk cairan, partikel mempunyai sedikit energi kinetik untuk melakukan gaya tarik antar molekul. Photon merupakan kuantum eksitasi dari bidang elektromagnetik dan juga sebagai Elemen partikel di dalam elektrodinamika kuantum. Photon mempunyai spin 1 yang tersusun dari boson-bosonnya. Ini merupakan distribusi kesetimbangan sebagaimana didalam radiasi benda hitam. Laser mempunyai distribusi ketidaksetimbangan besar. Karena foton mempunyai energi teori relativitas menyatakan bahwa mereka terpengaruh oleh gravitasi.
PANAS KERJA DAN TEMPERATUR
Terdapat perbedaan antara istilah panas dan kerja. Keduanya menunjukan energi yang bertransisi. Kerja merupakan perpiundahan energi yang menghasilkan gaya. Panas merupakan energi yang berpindah menghasu-ilkan perbedaan temperature dan mempunyai symbol Q. baik panas ataupun kerja merupakan sifat termodinamika sebuah system. Temperature merupakan ukuran sejumlah energi yang dimiliki oleh zat molekul, symbol temperature adalah T, skala satuan untuk pengukuran tempertur yaitu: Fahrenheit, Rankine, Celcius dan Kelvin.
FLUX PANAS
Laju pada panas yang berpindah di simbolkan Q. satuan untuk panas biasanya Btu/hr. untuk laju perpindahan panas per satuan luas untuk flux panas disimbolkan Q.
Q - Q/A
Dimana :
Q̇ : merupakan flux panas (Btu/hr.ft2)
Q̇ : meruapakan laju perpindahan panas (Btu/hr)
A : Luas (ft2)
1. Berikan penjelasan sejarah ditemukannya istilah-istilah berikut
a. Entropi
b. BTU (British Termal Unit)
c. Entalphi
DAFTAR PUSTAKA
Ambarita, H. 2015. Diktat kuliah perpindahan panas I. Repository teknik mesin USU press. Universitas Sumatera Utara.
Kaviany, M. 2014. Heat Transfer physics Second Edition. Cambridge University Press. Cambridge.
Lienhard, J.H,. 2006. A Heat Transfer text book third edition. Phlogiston press, Cambridge.
Howard, E.B. 1984. Practical Heat treating. American Society for Metal. Georgia
Theodore, L.B., Lavine, A.S., Incropera, F.P., Dewitt, D.P. 2011. Fundamental of Heat and Mass Transfer Seven Edition. John and Willey Sons. United State of America : ISBN
13 978-0470-50197-9.
William, S.J.2000. Engineering Heat Transfer. Second Edition. CRC press. New york.
