LISAE DE'E

FISIKA

TERMODINAMIKA TUBUH

  Sistem dan Lingkungan Suatu sistem termodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary), seperti terlihat pada Gambar 1. Dalam aplikasinya batas sistem merupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak. Batas Sistem sistem LI NGKUN
  11. GAN 11 Gb.1 Skema sistem temodinamikaB. Jenis Sistem Termodinamika Ada tiga jenis sistem termodinamika berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan: 1. Sistem Terisolasi Pada sistem ini tidak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi. 2. Sistem Tertutup Pada sistem ini terjadi pertukaran energi tapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem
  12. 12 terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya: a pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas. b pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja. 3. Sistem Terbuka Pada sistem ini terjadi pertukaran energi dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.C. Hukum I Termodinamika Hukum termodinamika pertama berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat dikonversi dari suatu bentu ke bentuk yang lain”. Hukum pertama adalah prinsip kekekalan energi yang memasukan kalor sebagai model perpindahan energi. Menurut hukum pertama, energi di dalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan cara menambahkan kalor ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda. Hukum pertama tidak membatasi arah perpindahan kalor yang dapat terjadi. Berdasarkan hukum kekekalan energi maka Hukum I Termodinamika dirumuskan:
  13. 13 Yaitu : ∆U = Q + W Dengan : ∆U = U2-U1 Jadi, hukum pertama termodinamika adalah prinsip kekekalan energi yang diaplikasikan pada kalor, usaha, & energi dalam. Hukum I termodinamika menyatakan bahwa kalor yang terlibat diubah menjadi perubahan energi dalam & usaha.D. Penerapan Hukum I Termodinamika pada Proses Termodinamika Hukum pertama termodinamika dilakukan dalam empat proses, yaitu: 1. Proses Isotermal Dalam proses ini, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Suhu gas ideal berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal dan tekanan sistem berubah penjadi (tekanan sistem berkurang).

  14. 14 Gb.1 grafik proses isotermal2. Proses Adiabatik Dalam proses adibiatik, tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem atau meninggalkan sistem (Q = O). Proses adibiatik bisa terjadi pada sistem tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup yang terisolasi dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya mengalir kedalam sistem atau meninggalkan sistem. Proses adibiatik juga bisa terjadi pada sistem tertutup yang tidak terisolasi. Proses dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir menuju sistem atau meninggalkan sistem.
  15. 15 Gb.2 grafik proses adiabatik3. Proses Isokhorik Dalam prose isokhorik, volume sistem dijaga agar selalu konstan. Karena volume sistem selalu konstan, maka sistem tidak bisa melakukan kerja pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa melakukan kerja pada sistem. Gb.3 grafik isokhorik4. Proses Isobarik
  16. 16 Dalam proses isobarik, tekanan sistem dijaga agar selalu konstan. Karena yang konstan adalah tekanan maka perubahan energi dalam (∆U) ,kalor (Q), dan kerja (W) pada proses isobarik tidak ada dan bernilai nol. Dengan demikian, persamaan hukum pertama termodinamika tetep utuh seperti semula. Gb.4 grafik isobarikE. Hukum I Termodinamika pada Manusia Kita bisa menerapkan hukum pertama termodinamika pada manusia : Agar bisa bertahan hidup, setiap makhluk hidup, baik manusia, hewan atau tumbuhan tentu saja membutuhkan energi. Kita tidak bisa belajar, jalan-jalan atau berolahraga kalau tubuh kita lemas tak berdaya karena kekurangan energi. Biasanya tubuh memperoleh energi dari makanan. Ketika menyantap makanan, kita membawa energi potensial kimia yang terkandung dalam makanan ke dalam tubuh. Adanya tambahan
  17. 17 energi dari makanan menyebabkan energi potensial kimia dalam tubuh kita bertambah (∆U bertambah). Selanjutnya energi tersebut dipakai untuk melakukan Kerja (W). Banyak sekali bentuk kerja yang kita lakukan, olahraga, jalan-jalan, belajar dan lain sebagainya. Energi yang kita peroleh dari makanan juga digunakan tubuh untuk menghasilkan sel-sel yang baru, menggantikan sel-sel lama yang rusak. Adanya sel-sel yang baru membuat dirimu bisa bertambah tinggi, dan gemuk. Selain dipakai untuk melakukan kerja, sebagian energi dibuang ke luar tubuh (udara dan sekitarnya) dalam bentuk kalor alias panas. Setiap proses metabolisme dalam tubuh biasanya menghasilkan kalor atau panas. Demikian juga ketika melakukan kerja, tubuh terasa panas. Panas alias kalor tersebut dibuang melalui keringat (melalui poses penguapan) dan lain- lain. Setelah melakukan kerja dan membuang-buang kalor ke luar tubuh, kita akan merasa lapar lagi. Ketika merasa lapar, tubuh memberi tahu kita bahwa stok energi dalam berkurang. Dan kita akan menambah energi dengan makan.F.
 Aplikasi Hukum I Termodinamika dalam Kehidupan Selain pada proses termodinamika dan manusia, penerapan hukum I termodinamika juga dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misal:
  18. 181. Termos Pada alat rumah tangga tersebut terdapat aplikasi hukum I termodinamika dengan sistem terisolasi. Dimana tabung bagian dalam termos yang digunakan sebagai wadah air, terisolasi dari lingkungan luar karena adanya ruang hampa udara di antara tabung bagian dalam dan luar. Maka dari itu, pada termos tidak terjadi perpindahan kalor maupun benda dari sistem menuju lingkungan maupun sebaliknya.2. Mesin kendaraan bermotor Pada mesin kendaraan bermotor terdapat aplikasi termodinamika dengan sistem terbuka. Dimana ruang didalam silinder mesin merupakan sistem, kemudian campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot.v






















TEMPERATUR(SUHU)
Suhu adalah besaran fisika yang menyatakan derajat panas suatu zat. Alat untuk mengukur suhu disebut termometer. Pada termometer, zat yang paling banyak digunakan adalah alkohol dan raksa. Yang menjadi pelopor pembuatan termometer adalah Galileo Galilei (1564-1642). Prinsip kerja termometer buatan Galileo didasaran pada perubahan volume gas di dalam labu. Prinsip kerja termometer biasanya menggunakan sifat pemuaian zat cair. Jadi, pemuaian adalah bertambahnya volume suatu zat akibat bertambahnya suhu zat. kenaikan suhu untuk menaikan suhu suatu zat di perlukan kalor ( Q ), besarnya tergantung jenis zatnya, banyaknya zat yang dipanaskan dan kenaikan suhu yang diinginkankalor jenis ( c )adalah kalor yang dibutuhkan 1 kg zat untuk menaikan 1°C
Jenis-jenis thermometer
Ada 3 jenis termometer, yaitu termometer laboratorium, termometer klinis dan termometer ruang.
Termometer laboratorium
Termometer laboratorium biasanya menggunakan zat cair raksa atau alkohol. Jika cairan tersebut bertambah panas, cairan tersebut akan memuai sepanjang pipa berskala °C (Celcius). Termometer ini biasanya ditemukan di laboratorium sekolah. Agar sensitif, ukuran pipa tersebut harus dibuat sekecil mungkin (pipa kapiler). Agar termometer cepat bereaksi terhadap perubahan suhu, dinding wadah cairan harus dibuat tipis sehingga panas masuk ke cairan secara menyentuh ujung termometer
Termometer klinis
Termometer klinis biasanya diperlukan sebagai keperluan pengobatan. Perawat atau dokter dapat menunjukkan suhu badan pasien dalam waktu yang agak lama. Tujuan dari termometer klinis adalah agar tidak terjadi kesalahan dalam . Termometer klinis memiliki sebuah lekukan sempit di atas wadahnya. Ketika digunakan untuk mengukur suhu tubuh pasien, raksa dalam wadah akan memuai melewati lekukan sempit dan menunjukkan posisi suhu pasien yang diukur. Ketika termometer dikeluarkan dari mulut / ketiak pasien, raksa tidak dapat kembali lagi ke wadah karena celahnya terlalu sempit. Dengan demikian, kolom raksa tetap menunjukkan suhu pasien sampai dokter selesai membaca suhunya.

 Raksa dapat dikembalikan ke tempat semula dengan cara menggoyang-goyangkan termometer selama beberapa kali.
Termometer ruang
Fungsi dari termometer ruang adalah untuk menguur suhu ruangan. Oleh karena itu, termometer ini sering kita lihat dipasang pada dinding ruangan. Karena suhu ruangan hampir tidak mungkin melebihi 50°C dan tidak mungkin kurang dari -50°C, skala termometer ruang terbatas hanya dari skala -50°C sampai dengan suhu 50°C.
Skala suhu
a. Skala Celcius (°C )
Skala celcius dikembangkan oleh ahli astronomi Swedia Anders Celcius (1701-1744) pada tahun 1742, mengusulkan suatu skala sebagai patokan untuk mengukur suhu. Skala celcius memiliki seratus derajat panas yang terbagi rata antara suhu air membeku dan suhu air mendidih.
b. Termometer Reaumur (°R )
Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
c. Termometer Fahrenheit (°F )
Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.
d. Termometer Kelvin ( K )
Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi menjadi 100 skala. suhu

Definisi operasional nyaman suhu adalah bahwa hal itu adalah ukuran rata-rata energi kinetik translasi yang terkait dengan gerakan mikroskopis teratur dari atom dan molekul.

 Aliran panas dari daerah bersuhu tinggi menuju daerah bersuhu rendah. Rincian dari hubungan dengan gerakan molekul dijelaskan dalam suhu theory.The kinetik ditentukan dari teori kinetik disebut suhu kinetik. Suhu tidak berbanding lurus dengan energi internal karena suhu hanya mengukur bagian energi kinetik dari energi internal, sehingga dua benda dengan suhu yang sama secara umum tidak memiliki energi internal yang sama (lihat contoh air logam). Suhu diukur dalam salah satu dari tiga skala temperatur standar (Celcius, Kelvin, dan Fahrenheit). Suhu standar Poin
Sementara pengobatan khas skala temperatur mengambil titik beku air menjadi 0C dan titik didih pada tekanan standar untuk menjadi 100C , ada perawatan yang lebih tepat poin standar untuk mendefinisikan suhu . Dengan perjanjian internasional , satu titik standar adalah triple point air yang telah didefinisikan sebagai 273.16K . Pembekuan titik air pada tekanan atmosfer adalah 01 K di bawah ini pada 273.15K . Untuk mendapatkan titik standar kedua melalui termometer yang tidak tergantung pada substansi tertentu yang digunakan untuk membuatnya , termometer gas konstan volume dipilih untuk mengukur titik didih air . Metode ini didasarkan pada hukum gas ideal , yaitu asumsi bahwa jika volume tetap , suhu berbanding lurus dengan tekanan . Pengukuran ini mengarah ke titik didih 373.125K atau 99,975 C di atas titik beku pada tekanan standar. Pengukuran ini bebas dari gas yang digunakan untuk membuat termometer . Gas biasa tidak berperilaku persis seperti gas ideal dan lebih baik dijelaskan oleh van der Waals persamaan keadaan , tetapi karena mereka diekstrapolasi ke tekanan nol , mereka semua proyek dengan nilai yang sama untuk nol dari skala Kelvin











Hukum Kekekalan Energi
Hukum Kekekalan Energi (Hukum I termodinamika) berbunyi: “Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan (konversi energi)”.
Hukum Kekekalan Massa
Hukum kekekalan Massa dikemukakan oleh Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) yang berbunyi: ”Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”, dengan kata lain massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Artinya selama reaksi terjadi tidak ada atom-atom pereaksi dan hasil reaksi yang hilang.
ENERGI TUBUH
Energi dari suatu benda adalah ukuran dari kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Dalam ilmu fisika energi terbagi dalam berbagai macam/jenis, antara lain :
- energi potensial
- energi kinetik/kinetis
- energi panas
- energi air
- energi batu bara
- energi minyak bumi
- energi listrik
- energi matahari
- energi angin
- energi kimia
- energi nuklir
- energi gas bumi
- energi ombak dan gelombang
- energi minyak bumi
- energi mekanik/mekanis
- energi cahaya
- energi listrik- dan lain sebagainya

A. Energi potensial atau Energi Diam
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya.
Rumus atau persamaan energi potential :
Ep = m.g.h
keterangan
Ep = energi potensial
m = massa dari benda
g = percepatan gravitasi
h = tinggi benda dari tanah
B. Energi Kinetik atau Kinetis
Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik.
Rumus atau persamaan energi kinetik :
Ek = 1/2.m.v^2
keterangan
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2
C. Hukum Kekekalan Energi
” Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan ”
Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan.
Rumus atau persamaan mekanik (berhubungan dengan hukum kekekalan energi) :
Em = Ep + Ek
keterangan
Em = energi mekanik
Ep = energi kinetik
Ek = energi kinetik
 Energi Dalam Tubuh
  1. Energi Listrik, yaitu pada konduksi impuls saraf dan kontraksi otot
  2. Energi kimia, yaitu pada pemecahan ikatan kimia dalam makanan
  3. Energi mekanik, yaitu pada peristiwa pemompaan pada jantung,
  4. Energi bunyi, kemampuan mendengar dan berbicara
  5. Energi panas, tubuh dapat  mempertahankan temperatur tubuh, demam, menggigil                                                                                                               Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Tubuh dapat mengubah satu bentuk energi ke bentuk lainnya, dan seringkali terjadi sejumlah perubahan bentuk energi
Satuan Energi :
Dalam SI : Joule (J), satuan lain  adalah  Kalori ( energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gr air sebanyak 1 oC
Joule dan kalori adalah satuan yang kecil, sehingga yang sering digunakan adalah kilojoele dan kilokalori, dimana :
1 kal = 4,183 kJ
Karbohidrat berguna sebagai sumber energi bagi tubuh. Karbohidrat tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi tubuh kita karena 80% dari kalori yang diperlukan tubuh manusia berasal dari karbohidrat. Setiap 1 gram karbohidrat mengandung 4,1 kalori.
Bahan makanan yang banyak mengandung karbohidrat antara lain : beras, jagung, sagu, gandum, singkong, ubi, kentang, talas, buah-buahan, dan gula.
Soal :
Konversikan nilai energi berikut dari
kJ/100 gr menjadi Kalori/100 gr:
a. apel 150 kJ/100 gr
b. biskuit 2026 kJ/100 gr
c. ayam 408 kJ/ 100 gr

Makanan mana yang mengandung energi paling banyak? Kebutuhan Energi TubuhMakanan yang dimakan akan digunakan sebagai bahan mentah untuk pertumbuhan, perbaikan, dan pembaharuan se-sel dalam tubuh, tetapi kegunaan utamanya adalah sebagai sumber energy Kandungan energi dalam makanan tidak sama dengan nilai kesehatan suatu makanan!  Daftar kandungan energy pada makanan
Makanan
Kandungan Energi(kal/100gr)

Roti (putih)
Susu skim
Jeruk
Pisang
Margarin
Mentega
Kentang rebus
Ayam
Keripik
Nasi
Pasta

968
160
160
360
3436
3376
356
408
1100
1484
1468


Laju Metabolisme Basal ( BMR)
Laju metabolisme basal adalah energi yang harus dikeluarkan tubuh untuk mempertahankan hidup, yaitu energi yang diperlukan untuk mempertahankan denyut jantung, ventilasi paru, dan menjaga kehangatan tubuh
Satuan : kilojoule/jam


Faktor yang mempengaruhi BMR
n  Jenis kelamin
n  Penyakit
n  Cuaca
n  Olah raga
n  Tidur/bangun
n  Stress
n  Usia
n  Makanan
n  kehamilan
Indeks Masa Tubuh (IMT)
berat badan ( kg)
IMT=————————-
tinggi badan2 (m2)
< 20       berat badab kurang
20 – 25  berat badan ideal
25 – 30  berat badan berlebih
30 – 40  obes
> 40       sangat obes
inspirethesphere/2010/08/hukum-kekekalan-energi-dan-massa.html




Perubahan Energi pada Tubuh Manusia
 Sumber Energi pada Tubuh ManusiaManusia dalam melakukan kegiatan/aktivitas setiap hari membutuhkan energi, baik untuk bergerak maupun untuk bekerja. Kemampuan tubuh manusia untuk melangsungkan kegiatannya dipengaruhi oleh struktur fisiknya. Tubuh manusia terdiri dari struktur tulang, otot, syaraf, dan proses metabolisme.
 Sumber Energi pada Tubuh ManusiaRangkah tubuh manusia disusun dari 206 tulang yang berfungsi untuk melindungi dan melaksanakan kegiatan fisiknya, dimana tulang-tulang tersebut dihubungkan dengan sendi-sendi otot yang dapat berkontraksi.
 Sumber Energi pada Tubuh ManusiaOtot-otot ini berfungsi mengubah energi kimia menjadi energi mekanik, dimana kegiatannya dikontrol oleh sistem syaraf sehingga dapat bekerja secara optimal. Hasil dari proses metabolisme yang terjadi di otot, berupa kumpulan proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk, yaitu energi mekanik dan energi panas. Proses dari pengubahan makanan dan air menjadi bentuk energi.
Tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah merah yang mempunyai fungsi sebagai alat tranportasi bahan makanan dan oksigen di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk dikeluarkan. Disamping itu, hampir semua sel juga mempunyai kemampuan untuk berkembang biak, walaupun sel-sel tertentu rusak karena suatu sebab, sel-sel yang tersisa dari jenisnya akan membelah diri secara kontinyu sampai jumlah yang sesuai/membentuk seperti semula. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi energi di semua sel pada dasarnya sama.
Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang dioksidasi akan menghasilkan energi. Energi dari karbohidrat, lemak, dan protein semuanya digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi Adenosine DiPosphate (ADP) akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya hampir semau langkah reaksi kimia dalam tubuh. Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi adalah untuk mensintesis komponen sel yang penting, kontraksi otot, dan transport aktif untuk melintasi membran sel.
Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60% selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang menjadi panas sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional sel. Sehingga hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh sistem fungsional sel.
Dan walaupun demikian, sebagian besar energi ini juga menjadi panas karena:
  • Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk membentuk ikatan peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan dalam bentuk panas ke dalam tubuh.
  • Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan dalam jaringan akan menimbulkan panas.
  • Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri sehingga menyebabkan reservoar energi potensial. Pada saat darah mengalir melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi panas.

Oleh karena itu, dapat dikatakan semua energi yang digunakan oleh tubuh diubah menjadi panas, kecuali di otot yang digunakan untuk melakukan beberapa bentuk kerja di luar tubuh.













Panas suatu benda tergantung pada suhu benda tersebut. Semakin tinggi suhu benda, maka benda semakin panas. Panas berpindah dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah. Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastic (jenis bukan logam). Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:
 konveksi (aliran), 
radiasi (pancaran), dan
  • konduksi (hantaran).

Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui penghantar air.  Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran zat. Misalnya, es batu yang mencair dalam air panas. Panas dari air panas berpindah ke es batu. Panas berpindah bersama mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut menyebabkan es batu meleleh. Peristiwa konveksi juga terjadi pada proses terjadinya angin darat dan angin laut.

  • Angin Darat, Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.
  • Angin Laut, Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut.


  • Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan. Pemanfaatan konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain: pada sistem pendinginan mobil (radiator), pembuatan cerobong asap, dan lemari es.
Radiasi
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjpOGc9LvJEbw4Lx_-GWSfKoda4_93xUNWFHbb21kUZPqIcSBCR0Pmx3g_z-5kKHeDH-BtACxU8ZgMjYZwCBmmZUZUlhthXcDzAfcBgIc0HjQxZvMCGSaM5LigJIrOxKPAYd7woB_fyQio/s1600/apiunggun.jpg
Energi kalor matahari dapat sampai ke bumi melalui pancaran atau radiasi, kita ketahui bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Ketika matahari bersinar di siang hari, kalian merasa gerah, padahal kita berada jauh dari matahari. Demikian juga saat kalian duduk di dekat api unggun. Kalian akan merasakan hangatnya api unggun. Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita rasakan lagi. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi perpindahan panas. Perpindahan panas seperti ini disebut radiasi. Jadi, radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang hampa.

Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat perantara tersebut tidak ikut berpindah (bergerak). Cobalah membakar ujung besi dan ujung besi lainnya kamu pegang, setelah beberapa lama ternyata ujung besi yang kamu pegang lama kelamaan terasa semakin panas. Atau ketika kita mengaduk kopi yang panas, jari-kita ikut merasakan panas yang berasal dari air kopi. Hal ini disebabkan adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa perpindahan dari ujung besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu pegang mirip dengan perpindahan

buku yang kamu lakukan, di mana molekul-molekul besi yang menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Tidak semua benda dapat memindahkan kalor secara konduksi.

pengertian perpindahan panas konveksi, radiasi dan konduksi

Pernahkah anda berfikir apa yang menyebabkan air dalam panci diletakkan diatas kompor bisa mendidih? Tentu hal tersebut bisa terjadi karena adanya perubahan kalor (panas) dari kompor (api) menuju panci kemudian diteruskan ke air. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa suhu didih air adalah 100 derajat celcius, maka air baru akan mendidih setelah suhunya mencapai 100°C. Ada beberapa cara bagi kalor (panas) untuk berpindah yakni ada 3 cara, apa sajakah cara tersebut? Cara tersebut yakni: Konduksi, radiasi dan Konveksi.

Sebelum masuk lebih jauh sebenarnya apa sih yang dimaksud dengan kalor (panas) itu? kalor atau panas atau "bahang" merupakan suatu bentuk energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu. Satuan Internasional untuk panas adalah Joule. Seperti air yang akan mengalir dari tempat tinggi menuju tempat yang rendah, panas (kalor) juga demikian. Panas (kalor) akan bergerak dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu lebih rendah. Ketika terdapat dua benda dengan suhu yang berbeda dan dicampurkan, misalnya saja air panas dengan air dingin maka keduanya akan menjadi air hangat. Hal ini terjadi karena jika air panas dan air dingin dicampurkan maka akan terjadi perpindahan kalor dari air panas menuju air dingin, perpindahan ini akan terus terjadi hingga tercapainya suhu seimbang yakni posisi dimana air menjadi hangat.

Didalam dunia kelistrikan kita mengenal yang namanya
MCB (miniature circuit breker) cara kerja alat ini juga berdasarkan panas (thermal) dan elektromagnetik. Kembali ke judul artikel, berikut ini akan kita bahas bagaimana kalor (panas) dapat berpindah dengan cara Konduksi, Radiasi dan Konveksi.

1. Konduksi

Pada konduksi perpindahan energi panas (kalor) tidak di ikuti dengan zat perantaranya. Misalnya saja anda menaruh batang besi membara ke batang besi lain yang dingin. Anda tidak akan melihat besi membara itu bergerak namun tiba-tiba besi yang semula dingin akan menjadi panas. Atau dengan contoh yang lebih simpel, yakni satu logam panjang yang dipanaskan. Satu ujung logam panjang yang di beri nama A dipanaskan maka beberapa saat kemudian ujung yang lain (kita sebut ujung B) juga akan ikut panas.
 Pemanfaatan Konduksi dalam kehidupan sehari-hari sendiri bisa dengan mudah kita temukan, misalnya saja saat memasak air maka kalor berpindah dari api (kompor) menuju panci dan membuat air mendidih.

2. Radiasi
Merupakan proses terjadinya perpindahan panas (kalor) tanpa menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak membutuhkan zat perantara, contohnya anda bisa melihat bagaimana matahari memancarkan panas ke bumi dan api yang memancarkan hangat ke tubuh anda. Kalor dapat di radiasikan melalui bentuk gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang elektromagnetik. Radiasi juga dapat dikatakan sebagai perpindahan kalor melalui media atau ruang yang akhirnya diserap oleh benda lain. Contoh radiasi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat saat anda menyalakan api unggun, anda berada di dekat api unggun tersebut dan anda akan merasakan hangat. Satu lagi, pernahkah anda memegang
candi prambanan di siang hari? Menurut anda apa yang membuat candi tersebut hangat saat siang hari? Ya karena mendapat radiasi panas dari matahari.

3. Konveksi
Merupakan perpindahan kalor (panas) yang disertai dengan berpindahnya zat perantara. Konveksi sebenarnya mirip dengan Induksi, hanya saja jika Induksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai zat perantara sedangkan konveksi merupakan perpindahan kalor yang di ikuti zat perantara. Contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat pada proses pemasakan air, apakah anda tau apa yang terjadi saat air dimasak? Saat air dimasak maka air bagian bawah akan lebih dulu panas, saat air bawah panas maka akan bergerak ke atas (dikarenakan terjadinya perubahan masa jenis air) sedangkan air yang diatas akan bergerak kebawah begitu seterusnya sehingga keseluruhan air memiliki suhu yang sama. Selain itu contoh konveksi yang lain juga dapat anda temui pada ventilasi ruangan dan cerobong asap.

Sekian semoga membawa manfaat bagi anda. Panas (kalor) memang sangat bermanfaat bagi manusia, namun jika tidak bisa dimanfaatkan dengan benar maka bisa saja justru bisa merugikan. Semua itu tergantung bagaimana cara kita menggunakan dan mengadakan. Jangan lupa baca
pengertian Global warming (pemanasan global) dan bagaimana cara mengatasinya, yang juga masih seputar panas.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar