3. Pendahuluan
Dalam mesin pendingin, terjadi siklus mesin Carnot yang mendukung
terjadinya adanya perubahan energi total pada sistem yang bekerja.
Akibat perubahan energi ini terdapat kalor sisa yang dibuang keudara
bebas, dalam hal ini peristiwa yang menjelaskannya disebut
perpindahan panas/kalor.
4. Konduksi
Dalam perpindahan panas pada setiap mediumnya terdapat berbagai
jenis perpindahannya tergantung dari kondisi panas ini mengalir
dimaterial yang diberi energi panas. Salah satu perpindahan tersebut
bernama Konduksi , peristiwa konduksi terjadi jikalau panas yang
berpindah tetap berada dibagian material yang diberi energi panas,
sehingga kondisi ini dapat memungkinkan adanya arus perpindahan
yang terarah tanpa ada hambatan (apabila material bendanya sama
satu dengan yang lainnya).
5. Konduksi (Lanjutan)
Kondisi energi yang diperlukan berdasarkan peristiwa konduksi
tergantung dari nilai konduktivitas material dan besarnya temperatur
yang diinginkan, namun faktor ini juga berbanding terbalik dengan
panjang material yang nantinya akan berdampak pada penurunan
temperatur perdetiknya, dalam peristiwa ini disebut peristiwa Rayleigh
yang diukur berdasarkan Bilangan Rayleigh
6. Rumus Pada Peristiwa Konduksi
Rumus dasar dari konduksi yakni:
Q = -k A dT/dx
Dimana Q = Energi Kalor
k = konduktivitas termal
A = Luas Alas
T = Suhu
x = Jarak perlintasan energi
7. Contoh peritiwa Konduksi
Perbandingan jenis
material yang digunakan
pada dinding
Penghambatan energi
panas dengan
menggunakan bahan
yang konduktivitasnya
kecil pada atap rumah
8. Contoh Soal
• Sebuah tembok dengan tebal hingga 10 cm dilapisi oleh bahan yang
tahan panas, tembok pertama mengunakan kayu sebagai lapisannya
dan tembok kedua menggunakan tembok beton sebagai lapisannya,
apabila nilai konduktivitas kayu dan beton berturut-turut adalah
0,159 dan 0,72 W/m.K, apabila kalor yang dipancarkan sebesar 200
W, berapa suhu didalam ruangan tersebut (anggap dalam kondisi 1
dimensi dan luas temboknya sama dengan 25 m2 ) apabila suhu luar
ruangan 34 derajat Celcius
9. Jawaban 1
• Dikarenakan kondisi yang dicerita adalah kondisi satu dimensi, maka
nilai suhu didalam ruangan adalah:
• Tembok Kayu
Q = k A dT/x
200 = 0,159 x 25 x dT/ 0,1
dT = (200 x 0,1)/3,975 = 5,03 K
sehingga nilai temperatur ruangan adalah:
dT = t1 – t2
t2 = ((34 + 273) – 5,03) – 273 = 28,97 C
10. Jawaban 2
• Tembok Beton
Q = k A dT/x
200 = 0,72 x 25 x dT/ 0,1
dT = (200 x 0,1)/18 = 1,11 K
sehingga nilai temperatur ruangan adalah:
dT = t1 – t2
t2 = ((34 + 273) – 1,11) – 273 = 32,89 C
• Dari kedua jawaban diatas, perununan suhu yang cukup tinggi adalah
tembok dari kayu, hal ini dikarenakan kayu mendekati kondisi penghambat
panas yang baik dibanding beton, sehingga tembok yang dilapisi kayu lebih
terasa sejuk dibandingan tembok dari beton
11. Konveksi
Dalam perpindahan panas, kondisi ketika panas berpindah dari kondisi
solid ke wilayah yang diliputi oleh fluida (baik itu cair maupun gas)
terjadi perpindahan yang membuat peritiwa tersebut disebut konveksi.
Kondisi konveksi terjadi apabila 2 medium yang saling bertabrakan
mengakibatkan perubahan temperatur yang cukup besar, oleh sebab
itu dalam ilmu pendinginan, hal ini sangat berarti dalam menurunkan
kondisi temperatur sistem hanya dengan temperatur dari udara
sekitarnya.
12. Rumus Pada Peristiwa Konveksi
Rumus dasar dari konduksi yakni:
Q = h A (Ts – T00)
Dimana Q = Energi Kalor
h = koefisien konveksi perpindahan termal
A = Luas Alas
Ts = Suhu Sistem
T00 = Suhu Udara
13. Contoh
• Sebuah pipa panas bersuhu 350 C didiamkan didalam ruangan
bersuhu 35 C, apabila diameter dari bagian pipa tersebut 4 cm
dengan panjang 4 m, dan nilai kalor yang terbuang sebesar 1000 W,
berapa nilai koefisien konveksi termal disekitar pipa tersebut
14. Jawab
• Dikarena kondisi pada pertanyaan hanya menjelaskan kondisi biasa,
maka hal yang dicari pertama adalah luas dari pipa tersebut secara
keseluruhan yakni:
A = πrL = 3,14 x 0,04 x 4 = 0,5024 m2
• Kemudian nilai dari koefisien bisa diperhitungkan yakni:
H = Q / A (T1 – T00)
h = 1000 / (0,5024 x (350 – 35)) = 6,319 W/m2 C
15. Latihan
• Hitunglah kalor yang hilang dari manusia dalam kondisi suhu 10 C
tanpa adanya baju penghangat (agap tinggi manusia 1,7 m dan lebar
badan 90 cm dan suhu tubuh awal 30 C) dengan koefisien
perpindahan panasnya 6 W/m K
• Berapa jumlah kalor yang dibutuhkan untuk mendingin ruangan dari
suhu 30 C kesuhu 16 C, apabila nilai koefisien konveksinya 7 W/m K
dan luas ruangan yakni 4 x 8 m
16. Referensi
• Cengel, Yunus; Introduction to Thermodynamic and Heat Transfer,
McGraw Hill, 2009. USA
• Dossat, Roy J; Principle of Refrigeration, John Wiley and Sons, 1961.
USA
• Holman, Jack P; Heat Transfer, McGraw Hill, 2007. USA
• Kurtz, Meyer; Mechanical Engineering Handbook 3rd Edition, McGraw
Hill, 2007. USA
• Whitman, William C, William C Johnson, John A Tomczyk, and
Eugeine Silberstain; Refigeration and Air Condition Technology, 2009.
Delmar Cengage Learning. USA
