Fisika – Kalor dan Perpindahan Kalor

Pernahkah kamu berjalan-jalan menikmati alam seperti mendaki gunung? Apa yang kamu rasakan saat di puncak? Pasti kamu merasakan kedinginan meskipun kamu udah pake jaket. Ketika siang bolong, kamu berada di tengah kota Jakarta berjalan mengitari trotoar. Tentunya kamu akan merasakan rasa panas yang bikin kamu berkeringat. Tahukah kamu darimana munculnya rasa panas dan dingin itu? Ternyata rasa kedinginan dan kepanasan bisa kamu rasakan karena adanya aliran kalor.

Apa itu Kalor?

Para peneliti di masa lampau sempat keliru dalam mendefinisikan kalor. Pada awalnya mereka mendefinisikan bahwa kalor merupakan sejenis fluida karena ia mengalir dari satu sistem ke sistem lain. Tapi, Pada akhirnya peneliti di era sekarang memahami bahwa kalor bukanlah fluida, melainkan energi yang berpindah dari satu sistem ke sistem lainnya karena perbedaan suhu. Biasanya kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke suhu yang lebih rendah. Jadi, kesimpulannya adalah kalor atau panas itu adalah energi.

Kalor dilambangkan dengan huruf Q besar. Di kehidupan sehari-hari kalor memiliki satuan kalori. Apabila melihat bungkus makanan, cobalah tengok ke bagian kandungan nutrisi. Disitu terdapat satuan nutrisi yang menggunakan kalori, biasanya kilo kalori atau 1000 kalori. Untuk satuan internasional, satuan yang dipakai adalah Joule dan satu kalori sama dengan 4,186 joules.

Perpindahan Kalor

Bagaimana kalor bisa berpindah? Terdapat 3 cara dalam perpindahan kalor yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Cara yang digunakan tergantung pada lingkungannya. Bisa terjadi 2 sampai 3 cara sekaligus dalam satu proses perpindahan kalor.

Cara pertama adalah konduksi. Konduksi merupakan cara dimana kalor berpindah saat ada kontak fisik sehingga terjadi saling transfer energi. Contohnya ketika kamu mengaduk teh yang masih panas menggunakan sendok besi. Kalor akan berpindah dari teh panas ke ujung sendok besi, sehingga lama kelamaan sendok yang kamu gunakan juga akan terasa panas.

Dalam satuan waktu, apa yang menentukan besarnya kalor yang berpindah dari teh ke sendok besi? Semakin besar perbedaan suhu antara teh dan sendok, dan semakin luas area untuk kalor berpindah, maka semakin cepat untuk kalor melakukan perpindahan. Tapi, semakin jauh jarak antara dua benda, perpindahan kalor akan semakin lambat.

Sendok di dalam teh panas yang lama kelamaan akan ikut panas akibat proses konduksi

Selain itu, kemampuan benda untuk menghantarkan panas atau konduktivitas termal juga bergantung pada bahan bendanya. Bahan yang bisa menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor, misalnya, baja, aluminium, emas, tembaga, perak dan besi. Sedangkan bahan yang tidak mampu untuk menghantarkan panas disebut isolator, misalnya, air, kayu, bata, sterofoam, atau busa. 

Cara kedua adalah konveksi. Hampir serupa dengan konduksi, cara ini juga membutuhkan kontak antara dua benda, tapi pada konveksi media yang digunakan adalah fluida.

Pernahkah kamu mencoba memanaskan air menggunakan teko? Bagian bawah air yang dipanaskan akan terlebih dahulu terasa panas karena lebih dekat dengan api. Kemudian air yang sudah panas akan pindah ke atas sehingga posisi bawah teko tergantikan dengan air yang belum panas.

Perpindahan air panas ini adalah contoh proses konveksi. Massa jenis air panas itu lebih kecil atau ringan dari air dingin. Sehingga air yang panas berpindah ke atas air dan dingin turun ke bawah. Akibatnya, panas atau kalor akan berpindah menjauhi sumber panas.

Ketika sumber panasnya ada di atas teko, maka air yang akan panas duluan tentunya yang bagian atas. Tapi air ini tidak akan pindah ke bawah karena massa jenisnya lebih ringan dari air yang dingin. Sehingga, air bagian bawah tidak akan terkena panas dan proses konveksi tidak terjadi.

Pada proses konveksi, air yang berada di bawah akan panas terlebih dahulu dan bertukar tempat dengan air yang ada di bagian atas

Cara terakhir adalah radiasi. Perpindahan kalor yang satu ini tidak diperlukan medium untuk berpindah. Pada cara ini kalor berpindah melalui gelombang elektromagnetik, sehingga tidak dibutuhkan medium untuk merambat. Setiap benda itu pada umumnya dapat mengeluarkan radiasi, termasuk juga manusia.

Contoh dari radiasi adalah seperti kamu yang sedang menjemur pakaian. Baju basah akan menerima radiasi matahari sehingga menjadi panas. Kemudian air yang terkandung dalam baju tersebut menguap. Lama kelamaan baju yang kamu jemur tadi menjadi kering.

Proses radiasi pada baju yang sedang dijemur

Pembahasan mengenai kalor dan perpindahan kalor dapat kamu pelajari lebih lengkap di aplikasi Pahamify. Di situ kamu bisa belajar lebih jauh tentang asas black, persamaan kalor, grafik perubahan wujud benda akibat kalor dan masih banyak lagi termasuk persamaan setiap cara perpindahan kalor. Download aplikasi Pahamify dan langganan untuk bisa menikmati video-video pembelajaran yang seru dan lengkap.