Dokumen tersebut memberikan definisi berbagai istilah terkait perpindahan panas seperti temperatur, kalor, sifat intensif dan ekstensif, serta sistem. Juga dijelaskan mekanisme perpindahan panas melalui konduksi, konveksi, dan radiasi beserta hukum-hukum yang melandasinya. Diberikan contoh perhitungan perpindahan panas pada dinding tungku dan pipa uap.

1. Pengantar Perpindahan Panas
Bab I

2. Definisi Berbagai Istilah
• Perpindahan Panas/kalor: enegi yang berpindah karena adanya
perbedaan temperatur
• Temperatur: karakteristik/sifat intesif suatu zat yang bertindak
sebagai potensial pendorong bagi berlangsungnya perpindahan
energi sebagai kalor
• Kalor: perpindahan energi sebagai kerja yang berlangsung pada
skala mikroskopika yang tidak dapat diperhitungkan sewaktu
menghitung besarnya kerja secara makroskopika
• Sifat intensif: sifat yang tidak bergantung pada ukuran sistem,
contohnya temperatur, tekanan dan intensitas medan listrik
• Sifat Ekstensif: sifat yang bergantung pada ukuran dari sistem,
contoh volume, massa, energi luas permukaan, dan momen dipole
• Sistem: sesuatu yang didefinisikan oleh analisawan mengenai
masalah yang dihadapi
• Sistem terisiolasi: sistem yang tidak berinteraksi dengan
lingkungannya

3. Mekanisme Perpindahan
Panas/Kalor

4. Konduksi
• Konduksi adalah perpindahan energi dari
partikel yang lebih berenergi ke partikel yang
kurang berenergi
• Hukum Fourier:

5. Persamaan Konduksi
• q” = fluks kalor (heat
fluks) [W/m2]
• k = koduktifitas termal
[W/m.K]
• L = panjang [m]

6. Contoh 1
• Suatu dinding pada tungku pembakaran
memiliki ketebalan 0,15 m terbuat dari bata
tahan api (k = 1,7 W/m.K). Temperatur stedi
pada permukaan dalam dinding adalah 1400 K
dan permukaan luar 1150 K. Tentukan
kehilangan kalor/panas pada dinding
berukuran 0,5 m x 1,2 m?

7. Penyelesaian
• Skema:
• Asumsi:
• Stedi, konduksi satu dimensi, konduktifitas
termal konstan

8. Penyelesaian:
• Fluks kalor dari Hukum Fourier:
• Kehilangan kalor melalui dinding berukuran H
x W:

9. Konveksi
• Konveksi disebabkan oleh dua mekanisme
aliran yaitu difusi dan adveksi. Difusi
berhubungan dengan pergerakan partikel
pada skala mikroskopika, sedangkan adveksi
berhubungan dengan gerakan sekumpulan
molekul yang secara bersama-sama bergerak
secara kolektif atau pada skala makroskopika.
• Hukum Pendinginan Newton:
• h = koefisien konveksi [W/m2.K]

11. Harga perpindahan panas konveksi

12. Radiasi
• Radiasi adalah energi yang dipancarkan oleh
suatu zat pada temperatur tertentu melalui
gelombang elektromagnetik. Radiasi tidak
memerlukan medium penghantar.

13. • Hukum Stefan-Boltzmann:
•  : Konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10-8
W/m2.K4
• Ts : Temperatur absolut
• E : daya emisi
• Daya emisi yang dipancarkan oleh permukaan
sebenarnya lebih rendah dari benda hitam
(blackbody)
• : Emisivitas permukaan

14. • G : iradiasi
• Besarnya radiasi yang diserap adalah : Gs =  G
•  = absortivitas
• Untuk gambar b:

15. Contoh 2:
• Sebuah pipa uap tidak terisolasi melalui
ruangan dimana temperatur ruangan dan
udara adalah 25⁰C. Diameter luar pipa 70 mm,
temperature permukaan pipa 200⁰C dan
emisivitas permukaan pipa 0,8. Berapa Daya
emisi dan iradiasi yang terjadi? Jika koefisien
konveksi antara permukaan pipa dan udara
adalah 15 W/m2.K, tentukan laju kehilangan
kalor permukaan pipa per satuan panjang
pipa?

16. Penyelesaian:
• Skema:
• Asumsi:
• Stedi, radiasi terjadi antara permukaan pipa
yang kecil dan ruangan yang besar,
emisivitas dan absorbsivitas sama

17. Penyelesaian:
• Daya emisi dan iradiasi:
• Kehilangan kalor:

18. Penyelesaian: