KOMPAS.com- Pernahkah kamu duduk dekat api unggun saat berkemah di malam yang dingin? Tubuhmu mulai terasa hangat meski kamu tidak menyentuh api itu langsung. Ajaib? Sebenarnya tidak.
Fenomena itu terjadi karena perpindahan kalor, sebuah proses fisika penting yang memungkinkan energi panas berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Tapi tahukah kamu bahwa ada 3 macam perpindahan kalor?
Perpindahan kalor terjadi melalui konduksi (kontak langsung antar molekul padat), konveksi (pergerakan molekul cair atau gas), dan radiasi (gelombang elektromagnetik tanpa medium).
Untuk lebih memahaminya, yuk kita simak penjelasan di bawah ini!
Baca juga: 5 Perbedaan Suhu dan Kalor
1. Konduksi
Apa itu konduksi?
Menurut OpenStax dalam buku berjudul Douglas College Physics 1207 (2016), panas dipindahkan melalui tiga metode berbeda: konduksi, konveksi, dan radiasi.
Konduksi adalah proses perpindahan kalor melalui zat padat yang terjadi melalui kontak langsung antar molekul.
Ketika satu bagian benda dipanaskan, molekul-molekul di bagian tersebut akan bergetar lebih cepat.
Getaran ini akan diteruskan ke molekul-molekul yang ada di sekitarnya, menyebabkan perpindahan energi panas dari molekul yang lebih panas ke molekul yang lebih dingin.
Baca juga: Penjelasan Perpindahan Kalor dari Api ke Air pada Perebusan Air
Bagaimana pergerakan molekul dalam konduksi?Pada konduksi, pergerakan molekul terjadi karena perbedaan energi kinetik antar molekul yang ada pada benda yang berbeda suhu.
Misalnya, ketika sebuah panci dipanaskan di atas kompor, molekul-molekul pada bagian bawah panci yang bersentuhan langsung dengan api akan mulai bergetar lebih cepat.
Molekul yang lebih cepat ini akan menumbuk molekul di sekitarnya yang lebih lambat, memindahkan energi panas ke molekul tersebut, dan proses ini berlanjut hingga seluruh bagian panci menjadi panas.
Sebagai contoh, jika kamu menempatkan ujung sebuah batang logam di atas bara api, molekul-molekul pada ujung batang yang dekat dengan api akan mulai bergerak cepat.
Panas tersebut akan berpindah ke ujung batang yang lebih dingin melalui proses konduksi.
Contoh perpindahan kalor secara konduksi:
- Menyentuh gagang panci yang panas.
- Batang logam yang dipanaskan di satu ujung.
- Kursi kayu yang terasa lebih dingin saat kamu duduk di atasnya dibandingkan dengan sofa yang lebih hangat.
- Konduktor dan isolator
Baca juga: Konduktor dan Isolator: Pengertian dan Contoh Bendanya
Beberapa bahan lebih efektif dalam menghantarkan panas, yang disebut konduktor, seperti logam (tembaga, perak, aluminium).
Sebaliknya, bahan yang menghambat perpindahan panas disebut isolator, seperti kayu, plastik, dan bahan berbahan dasar udara (seperti styrofoam dan fiberglass).
2. Konveksi
Apa itu konveksi?
Dilansir dari Let's Talk Science, konveksi adalah proses perpindahan kalor yang terjadi dalam cairan atau gas, yang dipengaruhi oleh perbedaan suhu.
Ketika molekul-molekul dalam cairan atau gas dipanaskan, mereka akan menjadi lebih ringan dan bergerak ke atas, sementara molekul-molekul yang lebih dingin akan bergerak ke bawah untuk menggantikannya.
Proses ini menciptakan aliran atau sirkulasi yang terus berlangsung, yang dikenal dengan siklus konveksi.
Baca juga: Mengapa Angin Dapat Disebabkan oleh Konveksi Udara? Ini Penjelasannya
Bagaimana pergerakan molekul dalam konveksi?Pada konveksi, pergerakan molekul lebih dinamis dibandingkan dengan konduksi. Molekul-molekul dalam cairan atau gas yang lebih panas cenderung bergerak lebih cepat dan menjadi lebih ringan.
Hal ini membuatnya naik ke permukaan, sedangkan molekul yang lebih dingin dan lebih padat akan turun untuk menggantikannya, menciptakan arus yang berkelanjutan.
Sebagai contoh, jika air dipanaskan dalam panci, molekul-molekul air yang berada di dasar panci akan dipanaskan dan menjadi lebih ringan, sehingga naik ke permukaan.
Molekul air yang lebih dingin akan turun untuk menggantikannya, dan pergerakan ini akan berulang terus menerus, membentuk siklus konveksi.
Contoh perpindahan kalor secara konveksi:
- Rebusan air dalam panci.
- Aliran udara panas yang naik ke atas dalam ruangan.
- Proses sirkulasi udara di dalam cuaca, seperti pembentukan awan.
Baca juga: Bagaimana Arus Konveksi Terjadi?
Proses konveksi juga terjadi di atmosfer Bumi, dimana udara panas naik ke atas dan udara dingin turun. Ini menyebabkan perubahan suhu dan arus atmosfer, yang berperan dalam pembentukan cuaca.
Perpindahan panas melalui konveksi udara ini juga yang menjelaskan mengapa lantai basement terasa lebih dingin dibandingkan dengan lantai di lantai atas rumah.
3. Radiasi
Apa itu radiasi?
Dilansir dari Encyclopedia Britannica, radiasi adalah perpindahan panas yang tidak memerlukan medium fisik seperti cairan atau padatan. Energi panas ditransfer dalam bentuk gelombang elektromagnetik, seperti cahaya tampak dan inframerah.
Dalam radiasi, panas bisa berpindah melalui ruang hampa, bahkan tanpa adanya udara, seperti bagaimana panas dari Matahari mencapai Bumi.
Baca juga: Apa yang Akan Terjadi Jika Panas Matahari Berkurang?
Bagaimana pergerakan molekul dalam radiasi?Pada radiasi, pergerakan molekul tidak terlibat dalam proses ini secara langsung, karena energi dipindahkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Gelombang ini terdiri dari foton yang bergerak dengan kecepatan cahaya, membawa energi panas dari sumbernya ke tempat lain.
Meskipun tidak ada pergerakan molekul yang langsung terlibat, gelombang elektromagnetik ini mengandung energi yang bisa diserap oleh molekul di permukaan yang menerima radiasi tersebut.
Contoh perpindahan kalor secara radiasi:
- Merasakan panas dari sinar Matahari di kulit kita.
- Duduk di dekat api unggun dan merasakan panasnya meskipun tidak menyentuh api.
- Lampu penghangat makanan yang memancarkan radiasi panas untuk menjaga makanan tetap hangat.
Radiasi memiliki frekuensi yang beragam, dan hanya sebagian frekuensi yang bisa kita rasakan sebagai panas. Misalnya, radiasi inframerah adalah jenis radiasi yang kita rasakan sebagai panas pada kulit kita.
Baca juga: Radiasi: Pengertian, Jenis, dan Contohnya
Sehingga, macam-macam perpindahan kalor adalah konduksi, konveksi, dan radiasi. 3 macam perpindahan kalor tersebut memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, dari memasak, pendinginan ruangan, hingga cuaca dan atmosfer Bumi.
Perpindahan kalor terjadi melalui berbagai medium dengan cara yang berbeda, namun tujuannya tetap sama: untuk memindahkan energi panas dari suatu tempat ke tempat lain.
- Konduksi mengandalkan pergerakan molekul dalam padatan yang saling bertumbukan.
- Konveksi terjadi dalam cairan atau gas, dengan pergerakan massa molekul yang berpindah tempat.
- Radiasi tidak memerlukan medium fisik untuk memindahkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Memahami perpindahan kalor dan pergerakan molekulnya memberi kita wawasan lebih dalam tentang bagaimana kita bisa memanfaatkan atau menghindari panas di berbagai situasi.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.