Pengertian Konduksi (Perpindahan Panas Secara Konduksi)

Pengertian Konduksi (Perpindahan Panas Secara Konduksi)
Pengertian Konduksi (Perpindahan Panas Secara Konduksi)

Pengertian Konduksi – Panas adalah bentuk energi yang cukup menarik. Tidak hanya mempertahankan kehidupan, membuat kita nyaman dan membantu kita membuat makanan, tetapi memahami sifat-sifatnya adalah kunci bagi banyak bidang penelitian ilmiah. Sebagai contoh, mengetahui bagaimana panas ditransfer dan sejauh mana bahan yang berbeda dapat bertukar energi panas.

Panas hanya dapat ditransfer melalui tiga cara: konduksi, konveksi dan radiasi. Dari semua ini, konduksi mungkin yang paling umum, dan terjadi secara teratur di alam. Singkatnya, konduksi adalah perpindahan panas melalui kontak fisik. Konduksi bisa terjadi ketika Anda menekan tangan Anda ke panel jendela, ketika Anda menempatkan panci air pada kompor api, dan ketika Anda meletakkan besi di api.

Transfer konduksi terjadi pada tingkat molekuler, ketika energi panas diserap oleh suatu permukaan dan menyebabkan molekul-molekul pada permukaan itu bergerak lebih cepat. Dalam prosesnya, molekul bertabrakan dengan molekul lain dan mentransfer energi, sebuah proses yang berlanjut selama panas masih ditambahkan.

Proses konduksi panas tergantung pada empat faktor dasar:

  1. Gradien suhu,
  2. Penampang jenis bahan,
  3. Panjang bahan, dan
  4. Sifat-sifat bahan tersebut.

Gradien suhu adalah kuantitas fisik yang menggambarkan ke arah mana dan berapa laju perubahan suhu di tempat tertentu. Suhu selalu mengalir dari sumber terpanas ke terdingin, ingat bahwa dingin tidak lain adalah karena tidak adanya energi panas. Pemindahan antar benda ini berlanjut sampai perbedaan suhu meluruh, dan keadaan yang dikenal sebagai kesetimbangan termal terjadi.

Penampang dan panjang bahan juga merupakan faktor penting. Semakin besar ukuran bahan yang terlibat dalam transfer panas, semakin banyak panas yang dibutuhkan untuk menghangatkannya. Juga, semakin banyak luas permukaan yang terpapar ke udara terbuka, semakin besar kemungkinan hilangnya panas. Jadi objek yang lebih pendek dengan penampang yang lebih kecil adalah cara terbaik untuk meminimalkan hilangnya energi panas.

Baca:  Pengertian Suara atau Bunyi dalam Ilmu Fisika

Terakhir, tetapi tentu tidak kalah pentingnya, adalah sifat fisik bahan yang terlibat. Pada dasarnya, ketika melakukan pemanasan, tidak semua zat diciptakan sama. Logam dan batu dianggap sebagai konduktor yang baik karena mereka dapat dengan cepat mentransfer panas, sedangkan material seperti kayu, kertas, udara, dan kain merupakan konduktor panas yang buruk.

Properti konduktif ini dinilai berdasarkan “koefisien” yang diukur relatif terhadap perak. Dalam hal ini, perak memiliki koefisien konduksi panas 100, sedangkan bahan lainnya memiliki peringkat lebih rendah. Ini termasuk tembaga (92), besi (11), air (0,12), dan kayu (0,03).

Pengertian Konduksi (Perpindahan Panas Secara Konduksi)
Pengertian Konduksi (Perpindahan Panas Secara Konduksi)

Bahan yang konduktor panasnya buruk disebut isolator. Udara, yang memiliki koefisien konduksi 0,006, adalah isolator yang luar biasa karena mampu terkandung dalam ruang tertutup. Inilah sebabnya mengapa isolator buatan menggunakan kompartemen udara. Pada dasarnya, udara bertindak sebagai buffer (penyangga) terhadap kehilangan panas.

Bulu, dan serat alami adalah contoh isolator alami. Keduanya adalah bahan yang memungkinkan burung, mamalia, dan manusia tetap hangat. Berang-berang laut, misalnya, hidup di perairan lautan yang seringkali sangat dingin dan bulunya yang tebal membuatnya hangat. Mamalia laut lainnya seperti singa laut, paus, dan penguin bergantung pada lapisan lemak yang tebal (lemak adalah konduktor yang sangat buruk) untuk mencegah kehilangan panas melalui kulit mereka.

Pandangan hidung, bawah depan dan kabin awak Discovery pesawat ulang-alik disediakan oleh anggota kru Ekspedisi 26 selama survei kendaraan STS-133 yang mendekat sebelum melakukan docking dengan Stasiun Luar Angkasa Internasional. Kredit: NASA
Ini adalah gambar bagian hidung pesawat ulang-alik Discovery yang dibuat dari komposit karbon tahan panas. Kredit: NASA

Logika yang sama ini diterapkan pada isolasi rumah, bangunan, dan bahkan pesawat ruang angkasa. Dalam kasus ini, metode melibatkan kantong udara yang terjebak di antara dinding, serat-kaca (yang memerangkap udara di dalamnya) atau busa berkepadatan tinggi. Pesawat ruang angkasa adalah kasus khusus, dan menggunakan isolasi dalam bentuk busa, bahan komposit karbon bertulang, dan ubin serat silika. Semua ini adalah penghantar panas yang buruk, dan karenanya mencegah panas dari hilang di ruang angkasa dan juga mencegah suhu ekstrem yang disebabkan oleh masuknya kembali atmosfer memasuki kabin awak.

Baca:  Pengertian Suhu dalam Ilmu Sains

Hukum yang mengatur konduksi panas sangat mirip dengan Hukum Ohm, yang mengatur konduksi listrik. Dalam hal ini, konduktor yang baik adalah bahan yang memungkinkan arus listrik (yaitu elektron) melewatinya tanpa banyak kesulitan. Sebaliknya, isolator listrik adalah bahan apa pun yang muatan listrik internalnya tidak mengalir bebas, dan karenanya menyulitkan untuk mengalirkan arus listrik di bawah pengaruh medan listrik.

Dalam kebanyakan kasus, bahan yang konduktor panasnya buruk juga konduktor listrik yang buruk. Misalnya, tembaga pandai melakukan panas dan listrik, karenanya mengapa kabel tembaga digunakan secara luas dalam pembuatan elektronik. Emas dan perak bahkan lebih baik, dan di mana harga tidak menjadi masalah, bahan-bahan ini digunakan dalam pembangunan sirkuit listrik juga.

Dan ketika seseorang mencari untuk “membumikan” muatan (yaitu menetralkannya), mereka mengirimkannya melalui koneksi fisik ke Bumi, di mana muatan itu hilang. Ini biasa terjadi pada sirkuit listrik di mana logam yang terpapar merupakan faktor, memastikan bahwa orang yang secara tidak sengaja bersentuhan tidak tersengat listrik.

Bahan isolasi, seperti karet pada sol sepatu, dipakai untuk memastikan bahwa orang yang bekerja dengan bahan sensitif atau di sekitar sumber listrik dilindungi dari muatan listrik. Bahan isolasi lainnya seperti kaca, polimer, atau porselen biasanya digunakan pada saluran listrik dan pemancar daya tegangan tinggi untuk menjaga daya mengalir ke sirkuit (dan tidak ada yang lain!)

Singkatnya, konduksi turun ke transfer panas atau transfer muatan listrik. Keduanya terjadi sebagai akibat dari kemampuan suatu zat untuk memungkinkan molekul untuk mentransfer energi melintasi mereka.

About Azhar Al Munawwarah S.Pd M.Pd 443 Articles
Seorang Guru dan Dosen. Aktif melakukan riset di bidang pendidikan dan fisika. Lulusan sarjana pendidikan Universitas Negeri Makassar dan magister Pascasarjana Universitas Negeri Makassar. Artikel dalam website ini valid dan dapat dipercaya kebenarannya.