Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:
lmax . T = C
C = konstanta Wien = 2.9 x 10-3m �K
Contoh:
1. Air mengalir dengan laju alir 3 liter/menit. Jika suhu awal air 20�C dan seluruh kalor diberikan pada air, hitunglah suhu air panas!
Jawab:
misalkan suhu air panas ta
Q = 3 liter/menit = 3 dm3/60 detik = 50 cm3/detik
berarti V = 50 cm3 � m = r .V = 1 . 50 = 50 gram
t = 1 detik 1 joule = 0.24 kal
E = Q � 0,24 P.t = m. c. t
0.24 . 3500 . 1 = 50. 1 ( ta - 20 ) � ta = 36.8�C
2. Benda hitam sempurna luas permukaannya 0,5 m2 dan suhunya 27�C. Jika suhu sekelilingnya 77�C, hitunglah:
a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas
b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam.
Jawab:
Benda hitam: e = 1 ; s = 5,672.10-8 watt/m2K4
a. W = e s ( T24 - T14) � T1 = 300�K ; T2 = 350�K
= 1. 5,672.10-8 (3504 - 3004)
= 391,72 watt/m2
b. W = E/A.T � E = W. A. t
E = 391,72. 0,5. 3600 = 705060 Joule
3. Besi panjangnya 2 meter disambung dengan kuningan yang panjangnya 1 meter, keduanya mempunyai luas penampang yang sama. Apabila suhu pada ujung besi adalah 500�C dan suhu pada ujung kuningan 350�C. Bila koefisien konduksi termal kuningan tiga kali koefisien termal besi,hitunglah suhu pada titik sambungan antara besi dan kuningan!
Jawab:
Misalkan suhu pada titik sambungan = T. maka
[K . A . (DT/L)] besi = [K . A . (DT/L)] kuningan
K . A (500 - T)/2 = 3 KA (T - 350)/l
T= 2600/7= 371,4�C
- Konduksi
Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.
H = K . A . (DT/ L)
H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
DT/L = gradien temperatur (�K/m)
K = koefisien konduksi
A = luas penampang (m�)
L = panjang benda (m) - Konveksi
Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat, karena perbedaan massa jenis.
H = K . A . DT
H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu
K = koefisien konveksi
DT = kenaikan suhu (�K) - Radiasi
Perambatan kalor dengan pancaran berupa gelombang-gelombang elektromagnetik.
Pancaran kalor secara radiasi mengikuti Hukum Stefan Boltzmann:
W = e . s . T4
W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas per satuan waktu
s = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.�K4
e = emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (�K)
lmax . T = C
C = konstanta Wien = 2.9 x 10-3m �K
 | Kesimpulan:
|
1. Air mengalir dengan laju alir 3 liter/menit. Jika suhu awal air 20�C dan seluruh kalor diberikan pada air, hitunglah suhu air panas!
Jawab:
misalkan suhu air panas ta
Q = 3 liter/menit = 3 dm3/60 detik = 50 cm3/detik
berarti V = 50 cm3 � m = r .V = 1 . 50 = 50 gram
t = 1 detik 1 joule = 0.24 kal
E = Q � 0,24 P.t = m. c. t
0.24 . 3500 . 1 = 50. 1 ( ta - 20 ) � ta = 36.8�C
2. Benda hitam sempurna luas permukaannya 0,5 m2 dan suhunya 27�C. Jika suhu sekelilingnya 77�C, hitunglah:
a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas
b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam.
Jawab:
Benda hitam: e = 1 ; s = 5,672.10-8 watt/m2K4
a. W = e s ( T24 - T14) � T1 = 300�K ; T2 = 350�K
= 1. 5,672.10-8 (3504 - 3004)
= 391,72 watt/m2
b. W = E/A.T � E = W. A. t
E = 391,72. 0,5. 3600 = 705060 Joule
3. Besi panjangnya 2 meter disambung dengan kuningan yang panjangnya 1 meter, keduanya mempunyai luas penampang yang sama. Apabila suhu pada ujung besi adalah 500�C dan suhu pada ujung kuningan 350�C. Bila koefisien konduksi termal kuningan tiga kali koefisien termal besi,hitunglah suhu pada titik sambungan antara besi dan kuningan!
Jawab:
Misalkan suhu pada titik sambungan = T. maka
[K . A . (DT/L)] besi = [K . A . (DT/L)] kuningan
K . A (500 - T)/2 = 3 KA (T - 350)/l
T= 2600/7= 371,4�C