Mereka memiliki konduktivitas termal yang buruk. Kompetisi Internasional II Penelitian Ilmiah dan Karya Kreatif Mahasiswa “Start in Science”
Energi panas adalah istilah yang kita gunakan untuk menggambarkan tingkat aktivitas molekul dalam suatu benda. Peningkatan eksitasi, dengan satu atau lain cara, dikaitkan dengan peningkatan suhu, sedangkan pada benda dingin, atom bergerak jauh lebih lambat.
Contoh perpindahan panas dapat ditemukan di mana-mana - di alam, teknologi, dan Kehidupan sehari-hari.
Contoh perpindahan energi panas
Contoh perpindahan panas terbesar adalah matahari, yang menghangatkan planet bumi dan segala isinya. Dalam kehidupan sehari-hari Anda dapat menemukan banyak pilihan serupa, hanya saja dalam pengertian yang tidak terlalu global. Lalu, contoh perpindahan panas apa saja yang dapat diamati dalam kehidupan sehari-hari?
Berikut beberapa di antaranya:
Panas adalah gerakan
Aliran panas bergerak konstan. Metode utama penularannya dapat disebut konvensi, radiasi dan konduksi. Mari kita lihat konsep-konsep ini secara lebih rinci.
Apa itu konduktivitas?
Mungkin banyak yang telah memperhatikan lebih dari sekali bahwa di ruangan yang sama sensasi menyentuh lantai bisa sangat berbeda. Berjalan di atas karpet memang menyenangkan dan hangat, tetapi jika Anda pergi ke kamar mandi dengan telanjang kaki, kesejukan yang terasa langsung memberi Anda perasaan bersemangat. Hanya saja tidak jika ada lantai berpemanas.
Jadi mengapa permukaan ubin membeku? Ini semua karena konduktivitas termal. Ini adalah salah satu dari tiga jenis perpindahan panas. Kapanpun dua benda suhu yang berbeda saling bersentuhan maka energi panas akan mengalir diantara keduanya. Contoh perpindahan panas dalam hal ini antara lain sebagai berikut: berpegangan pada pelat logam yang ujung lainnya akan diletakkan di atas nyala lilin, lama kelamaan akan terasa sensasi terbakar dan nyeri, dan saat menyentuh gagang besi. dari panci berisi air mendidih Anda bisa terbakar.
Faktor konduktivitas
Baik atau buruknya konduktivitas bergantung pada beberapa faktor:
- Jenis dan kualitas bahan pembuat barang tersebut.
- Luas permukaan dua benda yang bersentuhan.
- Perbedaan suhu antara dua benda.
- Ketebalan dan ukuran benda.
Bentuk persamaannya seperti ini: Laju perpindahan panas suatu benda sama dengan konduktivitas termal bahan pembuat benda tersebut, dikalikan luas permukaan yang bersentuhan, dikalikan dengan beda suhu kedua benda, dan dibagi dengan ketebalan bahan. Itu mudah.
Contoh Konduktivitas
Perpindahan panas secara langsung dari suatu benda ke benda lain disebut konduksi, dan zat yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Beberapa bahan dan zat tidak mampu mengatasi tugas ini dengan baik, mereka disebut isolator. Ini termasuk kayu, plastik, fiberglass dan bahkan udara. Seperti yang Anda ketahui, isolator sebenarnya tidak menghentikan aliran panas, tetapi hanya memperlambatnya sampai tingkat tertentu.
Konveksi
Jenis perpindahan panas ini, seperti konveksi, terjadi pada semua cairan dan gas. Anda dapat menemukan contoh perpindahan panas di alam dan kehidupan sehari-hari. Ketika cairan memanas, molekul-molekul di bagian bawah memperoleh energi dan mulai bergerak lebih cepat, sehingga terjadi penurunan kepadatan. Molekul cairan hangat mulai bergerak ke atas sementara cairan pendingin (cairan yang lebih padat) mulai tenggelam. Setelah molekul-molekul dingin mencapai dasar, mereka kembali menerima bagian energinya dan kembali bergegas ke atas. Siklus ini terus berlanjut selama masih ada sumber panas di dasar.
Contoh perpindahan panas di alam dapat diberikan sebagai berikut: dengan bantuan pembakar yang dilengkapi peralatan khusus, udara hangat, mengisi ruang balon, dapat menaikkan seluruh struktur ke ketinggian yang cukup tinggi, intinya adalah udara hangat adalah lebih ringan dari udara dingin.
Radiasi
Saat Anda duduk di depan api unggun, Anda dihangatkan oleh panas yang memancar darinya. Hal yang sama terjadi jika Anda mendekatkan telapak tangan ke bola lampu yang menyala tanpa menyentuhnya. Anda juga akan merasakan kehangatannya. Contoh terbesar perpindahan panas dalam kehidupan sehari-hari dan alam dipimpin oleh energi matahari. Setiap hari, panas matahari melewati 146 juta km ruang kosong hingga ke Bumi. Ini adalah kekuatan pendorong bagi semua bentuk dan sistem kehidupan yang ada di planet kita saat ini. Tanpa metode penularan ini, kita akan mendapat masalah besar, dan dunia tidak akan sama seperti yang kita tahu.
Radiasi adalah perpindahan panas dengan menggunakan gelombang elektromagnetik, baik itu gelombang radio, infra merah, sinar X atau bahkan cahaya tampak. Semua benda memancarkan dan menyerap energi radiasi, termasuk manusia itu sendiri, tetapi tidak semua benda dan zat mengatasi tugas ini dengan baik. Contoh perpindahan panas dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat pada penggunaan antena konvensional. Biasanya, apa yang terpancar dengan baik juga diserap dengan baik. Adapun Bumi menerima energi dari matahari dan kemudian melepaskannya kembali ke luar angkasa. Energi radiasi ini disebut radiasi terestrial, dan inilah yang memungkinkan adanya kehidupan di planet ini.
Contoh perpindahan panas di alam, kehidupan sehari-hari, teknologi
Transmisi energi, khususnya energi panas, merupakan bidang studi mendasar bagi semua insinyur. Radiasi membuat Bumi layak huni dan menghasilkan energi surya terbarukan. Konveksi adalah dasar mekanika dan bertanggung jawab atas aliran udara di gedung dan pertukaran udara di rumah. Konduktivitas memungkinkan Anda memanaskan wajan hanya dengan menaruhnya di atas api.
Banyak contoh perpindahan panas dalam teknologi dan alam yang jelas dan dapat ditemukan di seluruh dunia. Hampir semuanya mempunyai peranan besar khususnya dalam bidang teknik mesin. Misalnya, ketika merancang sistem ventilasi suatu bangunan, para insinyur menghitung perpindahan panas bangunan ke lingkungannya, serta perpindahan panas internal. Mereka juga memilih material yang meminimalkan atau memaksimalkan perpindahan panas melalui masing-masing komponen untuk mengoptimalkan efisiensi.
Penguapan
Ketika atom atau molekul suatu cairan (seperti air) terkena gas dalam jumlah besar, mereka cenderung secara spontan memasuki keadaan gas atau menguap. Hal ini terjadi karena molekul-molekul terus bergerak ke arah yang berbeda dengan kecepatan acak dan saling bertabrakan. Selama proses ini, beberapa di antaranya menerima energi kinetik yang cukup untuk ditolak dari sumber pemanas.
Namun tidak semua molekul mempunyai waktu untuk menguap dan menjadi uap air. Itu semua tergantung pada suhu. Jadi, air dalam gelas akan menguap lebih lambat dibandingkan air dalam panci yang dipanaskan di atas kompor. Mendidih air secara signifikan meningkatkan energi molekul, yang pada gilirannya mempercepat proses penguapan.
Konsep dasar
- Konduksi adalah perpindahan panas melalui suatu zat melalui kontak langsung atom atau molekul.
- Konveksi adalah perpindahan panas melalui sirkulasi gas (misalnya udara) atau cairan (misalnya air).
- Radiasi adalah perbedaan antara jumlah panas yang diserap dan dipantulkan. Kemampuan ini sangat bergantung pada warna, benda hitam menyerap lebih banyak panas dibandingkan benda terang.
- Penguapan adalah proses dimana atom atau molekul dalam keadaan cair memperoleh energi yang cukup untuk menjadi gas atau uap.
- adalah gas yang memerangkap panas matahari di atmosfer bumi sehingga menimbulkan efek rumah kaca. Ada dua kategori utama - uap air dan karbon dioksida.
- - ini adalah sumber daya tak terbatas yang dapat diisi ulang dengan cepat dan alami. Ini termasuk contoh perpindahan panas di alam dan teknologi berikut ini: energi angin dan matahari.
- Konduktivitas termal adalah laju perpindahan suatu material energi termal melalui dirimu sendiri.
- Kesetimbangan termal adalah keadaan dimana seluruh bagian sistem berada pada suhu yang sama.
Penerapan dalam praktik
Banyaknya contoh perpindahan panas di alam dan teknologi (gambar di atas) menunjukkan bahwa proses ini harus dipelajari dengan baik dan digunakan untuk kebaikan. Insinyur menerapkan pengetahuan mereka tentang prinsip-prinsip perpindahan panas, mengeksplorasi teknologi baru yang menggunakan sumber daya terbarukan dan tidak terlalu merusak lingkungan. Kuncinya adalah memahami bahwa transfer energi membuka kemungkinan tak terbatas untuk solusi teknik dan banyak lagi.
Energi internal, seperti jenis energi lainnya, dapat ditransfer dari satu tubuh ke tubuh lainnya. Energi dalam dapat dipindahkan dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya. Jadi, misalnya salah satu ujung paku dipanaskan dalam nyala api, maka ujung lainnya yang terletak di tangan lambat laun akan memanas dan membakar tangan. Fenomena perpindahan energi dalam dari satu bagian benda ke bagian lain atau dari satu benda ke benda lain melalui kontak langsung disebut konduktivitas termal.
Mari kita pelajari fenomena ini dengan melakukan serangkaian percobaan pada benda padat, cair, dan gas. Mari kita bawa ujung tongkat kayu ke dalam api. Ini akan menyala. Ujung tongkat yang lain, yang terletak di luar, akan terasa dingin. Artinya pohon itu mempunyai konduktivitas termal yang buruk. Mari kita arahkan ujung batang kaca tipis ke nyala lampu alkohol. Setelah beberapa saat akan memanas, tetapi ujung lainnya akan tetap dingin. Akibatnya, kaca juga memiliki konduktivitas termal yang buruk. Jika kita memanaskan ujung batang logam dalam nyala api, maka seluruh batang akan segera menjadi sangat panas. Kami tidak lagi dapat memegangnya di tangan kami. Artinya logam menghantarkan panas dengan baik, yaitu memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal tertinggi memiliki perak dan tembaga.
Mari kita perhatikan perpindahan panas dari satu bagian benda padat ke bagian benda lainnya pada percobaan berikut. Mari kita kencangkan salah satu ujung yang tebal kawat tembaga pada tripod. Kami menempelkan beberapa paku ke kawat dengan lilin (Gbr. 6). Jika ujung kawat yang bebas dipanaskan dalam nyala lampu alkohol, lilin akan meleleh. Anyelir secara bertahap akan mulai rontok. Pertama, yang lebih dekat dengan nyala api akan menghilang, lalu sisanya secara bergantian. Mari kita cari tahu bagaimana energi ditransfer melalui kawat. Kecepatan gerak osilasi partikel logam meningkat di bagian kawat yang lebih dekat dengan nyala api. Karena partikel terus-menerus berinteraksi satu sama lain, kecepatan pergerakan partikel di sekitarnya meningkat. Suhu bagian selanjutnya dari kawat mulai meningkat, dll. Harus diingat bahwa selama konduksi termal tidak ada perpindahan zat dari satu ujung benda ke ujung lainnya. Sekarang mari kita perhatikan konduktivitas termal cairan. Mari kita ambil tabung reaksi berisi air dan mulai memanaskan bagian atasnya. Air di permukaan akan segera mendidih, dan di dasar tabung reaksi selama ini hanya akan memanas (Gbr. 7).
Artinya cairan memiliki konduktivitas termal yang rendah, kecuali merkuri dan logam cair. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam cairan molekul-molekulnya terletak pada jarak yang lebih jauh satu sama lain daripada di dalam padatan. Mari kita pelajari konduktivitas termal gas. Letakkan tabung reaksi kering di jari Anda dan panaskan secara terbalik di dalam nyala lampu alkohol (Gbr. 8).
Jari tidak akan terasa panas dalam waktu lama. Hal ini disebabkan jarak antar molekul gas bahkan lebih besar dibandingkan jarak antara molekul cair dan padat. Akibatnya, konduktivitas termal gas menjadi lebih rendah. Jadi, konduktivitas termalnya adalah berbagai zat berbeda. Pengalaman yang ditunjukkan pada Gambar 9 menunjukkan bahwa konduktivitas termal berbagai logam tidak sama. Wol, rambut, bulu burung, kertas, gabus dan lain-lain memiliki konduktivitas termal yang buruk. tubuh berpori. Hal ini disebabkan oleh adanya udara yang terkandung di antara serat-serat zat tersebut. Vakum (ruang yang terbebas dari udara) memiliki konduktivitas termal paling rendah. 
Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konduktivitas termal adalah perpindahan energi dari satu bagian tubuh ke bagian lain, yang terjadi selama interaksi molekul atau partikel lain. Di ruang yang tidak terdapat partikel, konduksi termal tidak dapat terjadi. Jika ada kebutuhan untuk melindungi tubuh dari pendinginan atau pemanasan, maka digunakan zat dengan konduktivitas termal rendah. Jadi, untuk panci dan wajan, gagangnya terbuat dari plastik. Rumah dibangun dari kayu gelondongan atau batu bata, yang memiliki konduktivitas termal yang buruk, yang berarti melindungi ruangan dari pendinginan.
Pertukaran panas antara dua media terjadi melalui dinding kokoh yang memisahkannya atau melalui antarmuka di antara keduanya.
Kalor hanya dapat berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
Pertukaran panas selalu berlangsung sedemikian rupa sehingga penurunan energi dalam suatu benda selalu disertai dengan peningkatan energi dalam yang sama pada benda lain yang ikut serta dalam pertukaran panas.
Konduktivitas termal
Konduktivitas termal adalah jenis perpindahan panas di mana terjadi perpindahan energi langsung dari partikel (molekul, atom) dari bagian tubuh yang lebih panas ke partikel dari bagian tubuh yang kurang panas.
Konduktivitas termal tidak disertai dengan perpindahan materi! Harus diingat bahwa selama konduktivitas termal, zat itu sendiri tidak bergerak melalui tubuh, hanya energi yang ditransfer.
Konduktivitas termal berbagai zat berbeda-beda.
Anda dapat melakukan percobaan berikut - ambil gelas air panas dan letakkan sendok yang terbuat dari berbagai bahan disana (aluminium, cupronickel, baja, kayu dan plastik) Setelah 3 menit, lihat apakah sendok tersebut panasnya sama rata?? Analisis hasilnya
Tabel tersebut menunjukkan bahwa logam memiliki konduktivitas termal tertinggi, Selain itu, logam yang berbeda memiliki konduktivitas termal yang berbeda.
Cairan memiliki konduktivitas termal lebih rendah dibandingkan padatan, dan gas memiliki konduktivitas termal lebih rendah dibandingkan cairan.
Mari kita perhatikan percobaan dengan konduktivitas termal cairan. Jika Anda meletakkan es di dasar tong air dan memanaskan lapisan atas air dengan ketel. Maka air di permukaan akan segera mendidih, namun es di bawahnya tidak akan mencair. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam cairan molekul-molekulnya terletak pada jarak yang lebih jauh satu sama lain dibandingkan dalam padatan.
Rambut, bulu, kertas, gabus, dan benda berpori lainnya juga memiliki konduktivitas termal yang buruk. Hal ini disebabkan oleh adanya udara yang terkandung di antara serat-serat zat tersebut. Vakum (ruang yang terbebas dari udara) memiliki konduktivitas termal paling rendah. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konduktivitas termal adalah perpindahan energi dari satu bagian tubuh ke bagian lain, yang terjadi selama interaksi molekul atau partikel lain. Di ruang yang tidak terdapat partikel, konduksi termal tidak dapat terjadi.
Logam - padat - cair - gas
Melemahnya konduktivitas termal
Jika ada kebutuhan untuk melindungi tubuh dari pendinginan atau pemanasan, maka digunakan zat dengan konduktivitas termal rendah. Jadi, gagang kran radiator terbuat dari plastik, dan gagang panci juga terbuat dari bahan paduan serupa. Rumah dibangun dari kayu gelondongan atau batu bata berpori, yang memiliki konduktivitas termal yang buruk, yang berarti melindungi ruangan dari pendinginan.
Saat ini di banyak daerah sudah mulai dibangun bangunan panggung. Dalam hal ini panas hanya berpindah melalui konduksi termal dari pondasi ke tiang dan selanjutnya dari tiang ke tanah. Tiang pancang terbuat dari bahan padat yang tahan lama, dan di dalamnya diisi dengan minyak tanah. Di musim panas, tumpukan tersebut menghantarkan panas dari atas ke bawah dengan buruk, karena cairan memiliki konduktivitas termal yang rendah. Di musim dingin, tumpukan, karena konveksi cairan di dalamnya, sebaliknya akan berkontribusi pada pendinginan tambahan pada tanah.
Konduktivitas termal- ini adalah jenis perpindahan panas di mana terjadi perpindahan energi langsung dari partikel (molekul, atom) dari bagian tubuh yang lebih panas ke partikel dari bagian tubuh yang kurang panas.
Mari kita perhatikan serangkaian percobaan dengan pemanasan benda padat, cair dan gas.
Perpindahan panas secara radiasi.
Perpindahan panas secara radiasi- Ini adalah pertukaran panas di mana energi ditransfer oleh berbagai sinar.
Ini bisa berupa sinar matahari, maupun sinar yang dipancarkan benda-benda panas di sekitar kita.
Jadi, misalnya saat duduk di dekat api, kita merasakan bagaimana panas berpindah dari api ke tubuh kita. Namun, penyebab perpindahan panas tersebut tidak dapat berupa konduktivitas termal (yang sangat kecil untuk udara antara nyala api dan benda) atau konveksi (karena aliran konveksi selalu mengarah ke atas). Di sini terjadi pertukaran panas jenis ketiga - perpindahan panas radiasi.
Mari kita ambil botol kecil, diasapi di satu sisi.
Melalui sumbat, masukkan tabung kaca yang ditekuk tegak lurus ke dalamnya. Ke dalam tabung yang salurannya sempit ini, kami memasukkan cairan berwarna. Dengan menempelkan skala ke tabung, kami mendapatkan perangkat - termoskop. Perangkat ini memungkinkan Anda mendeteksi sedikit pemanasan udara dalam labu asap.
Jika Anda membawa sepotong logam yang dipanaskan hingga suhu tinggi ke permukaan gelap termoskop, kolom cairan akan bergerak ke kanan. Jelas sekali, udara di dalam labu memanas dan mengembang. Pemanasan udara yang cepat dalam termoskop hanya dapat dijelaskan dengan transfer energi dari benda yang dipanaskan ke udara. Seperti halnya kebakaran, energi di sini tidak ditransfer melalui konduktivitas termal maupun perpindahan panas konvektif. Energi dalam hal ini ditransmisikan menggunakan sinar tak kasat mata yang dipancarkan oleh benda yang dipanaskan. Sinar ini disebut radiasi termal.
Pertukaran panas radiasi dapat terjadi dalam ruang hampa total. Ini membedakannya dari jenis pertukaran panas lainnya.
Semua benda mengeluarkan energi: baik panas kuat maupun lemah, misalnya tubuh manusia, kompor, bola lampu listrik. Namun semakin tinggi suhu tubuh, semakin kuat radiasi termalnya. Energi yang dipancarkan, setelah mencapai benda lain, sebagian diserap olehnya dan sebagian dipantulkan. Saat menyerap energi radiasi termal berubah menjadi energi internal tubuh, dan mereka memanas.
Permukaan terang dan gelap menyerap energi secara berbeda. Jadi, jika dalam percobaan dengan termoskop Anda memutar labu ke arah benda yang dipanaskan, pertama dengan sisi berasap dan kemudian dengan sisi terang, maka kolom cairan pada kasus pertama akan bergerak lebih jauh daripada yang kedua (lihat gambar di atas). Oleh karena itu, benda dengan permukaan gelap menyerap energi lebih baik (dan karenanya lebih panas) dibandingkan benda dengan permukaan terang atau cermin.
Benda dengan permukaan gelap tidak hanya menyerap energi lebih baik, tetapi juga memancarkan energi lebih baik.
Kemampuan menyerap energi radiasi dengan berbagai cara banyak digunakan dalam teknologi. Misalnya, balon dan sayap pesawat sering kali dicat perak untuk mengurangi panas sinar matahari.
Jika perlu menggunakan energi matahari (misalnya, untuk memanaskan beberapa perangkat yang dipasang pada satelit buatan), maka perangkat tersebut dicat gelap.
Pertukaran panas- ini adalah proses mengubah energi dalam tanpa melakukan usaha pada tubuh atau tubuh itu sendiri.
Pertukaran panas selalu terjadi dalam arah tertentu: dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
Ketika suhu tubuh seimbang, pertukaran panas terhenti.
Pertukaran panas dapat dilakukan dengan tiga cara:
- konduktivitas termal
- konveksi
- radiasi
Konduktivitas termal
Konduktivitas termal- fenomena perpindahan energi dalam dari satu bagian tubuh ke bagian lain atau dari satu tubuh ke tubuh lain melalui kontak langsung.
Logam memiliki konduktivitas termal tertinggi- mereka memilikinya ratusan kali lebih banyak daripada air. Pengecualian adalah merkuri dan timbal., tetapi di sini konduktivitas termalnya puluhan kali lebih besar daripada konduktivitas termal air.
Ketika sebuah jarum rajut logam dicelupkan ke dalam segelas air panas, tak lama kemudian ujung jarum rajut itu pun menjadi panas. Akibatnya, energi internal, seperti jenis energi lainnya, dapat ditransfer dari satu benda ke benda lain. Energi dalam dapat dipindahkan dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya. Jadi, misalnya salah satu ujung paku dipanaskan dalam nyala api, maka ujung lainnya yang terletak di tangan lambat laun akan memanas dan membakar tangan.
Pemanasan panci di atas kompor listrik terjadi melalui konduktivitas termal.
Mari kita pelajari fenomena ini dengan melakukan serangkaian percobaan pada benda padat, cair, dan gas.
Mari kita bawa ujung tongkat kayu ke dalam api. Ini akan menyala. Ujung tongkat yang lain, yang terletak di luar, akan terasa dingin. Cara, kayu memiliki konduktivitas termal yang buruk.
Mari kita arahkan ujung batang kaca tipis ke nyala lampu alkohol. Setelah beberapa waktu akan memanas, tetapi ujung lainnya akan tetap dingin. Oleh karena itu, dan kaca memiliki konduktivitas termal yang buruk.
Jika kita memanaskan ujung batang logam dalam nyala api, maka seluruh batang akan segera menjadi sangat panas. Kami tidak lagi dapat memegangnya di tangan kami.
Cara, logam menghantarkan panas dengan baik, yaitu memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Perak dan tembaga memiliki konduktivitas termal tertinggi.
Konduktivitas termal berbagai zat berbeda-beda.
Wol, rambut, bulu burung, kertas, gabus, dan benda berpori lainnya memiliki konduktivitas termal yang buruk. Hal ini disebabkan oleh adanya udara yang terkandung di antara serat-serat zat tersebut. Vakum (ruang yang terbebas dari udara) memiliki konduktivitas termal paling rendah. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konduktivitas termal adalah perpindahan energi dari satu bagian tubuh ke bagian lain, yang terjadi selama interaksi molekul atau partikel lain. Di ruang yang tidak terdapat partikel, konduksi termal tidak dapat terjadi.
Jika ada kebutuhan untuk melindungi tubuh dari pendinginan atau pemanasan, maka digunakan zat dengan konduktivitas termal rendah. Jadi, untuk panci dan wajan, gagangnya terbuat dari plastik. Rumah dibangun dari kayu gelondongan atau batu bata, yang memiliki konduktivitas termal yang buruk, yang berarti terlindung dari pendinginan.
Konveksi
Konveksi adalah suatu proses perpindahan panas yang dilakukan dengan cara perpindahan energi melalui aliran zat cair atau gas.
Contoh fenomena konveksi: kincir kertas kecil yang diletakkan di atas nyala lilin atau bola lampu mulai berputar di bawah pengaruh naiknya udara panas. Fenomena ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Udara yang bersentuhan dengan lampu hangat menjadi panas, mengembang, dan menjadi kurang padat dibandingkan udara dingin di sekitarnya. Gaya Archimedes yang bekerja pada udara hangat dari sisi udara dingin dari bawah ke atas lebih besar daripada gaya gravitasi yang bekerja pada udara hangat. Akibatnya, udara panas “mengambang”, naik, dan digantikan oleh udara dingin.
Selama konveksi, energi ditransfer oleh pancaran gas atau cairan itu sendiri.
Ada dua jenis konveksi:
- alami (atau gratis)
- dipaksa
Agar konveksi terjadi pada zat cair dan gas, keduanya harus dipanaskan dari bawah.
Konveksi tidak dapat terjadi pada benda padat.
Radiasi
Radiasi - radiasi elektromagnetik, dipancarkan karena energi dalam oleh suatu zat yang terletak pada suhu tertentu.
Kekuatan radiasi termal suatu benda yang memenuhi kriteria benda hitam dijelaskan oleh Hukum Stefan-Boltzmann.
Hubungan antara kemampuan memancarkan dan menyerap benda dijelaskan hukum radiasi Kirchhoff.
Perpindahan energi secara radiasi berbeda dengan jenis perpindahan panas lainnya: itu dapat dilakukan dalam kondisi vakum total.
Semua benda memancarkan energi: baik yang sangat panas maupun yang sedikit panas, misalnya tubuh manusia, kompor, bola lampu listrik, dll. Namun semakin tinggi suhu suatu benda, semakin banyak energi yang ditransmisikan melalui radiasi. Dalam hal ini, sebagian energi diserap oleh benda-benda tersebut dan sebagian lagi dipantulkan. Ketika energi diserap, benda memanas secara berbeda, bergantung pada keadaan permukaannya.
Benda dengan permukaan gelap menyerap dan memancarkan energi lebih baik dibandingkan benda dengan permukaan terang. Pada saat yang sama, benda dengan permukaan gelap mendingin lebih cepat melalui radiasi dibandingkan benda dengan permukaan terang. Misalnya, ketel berwarna terang dapat menahan air panas lebih lama. suhu tinggi daripada di kegelapan.