Transfer Energi Termal dan Kesetimbangan
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| heat/hiːt/ | panas |
| thermal equilibrium/ˈθɜːml ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | kesetimbangan termal |
| conduction/kənˈdʌkʃn/ | konduksi |
| convection/kənˈvekʃn/ | konveksi |
| radiation/ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | radiasi |
Kopi panas mendingin, soda dingin menghangat — keduanya bertemu di tengah
- Tinggalkan kopi panas dan soda es di meja. Kopi mendingin; soda menghangat.
- Keduanya mendekati suhu ruangan yang sama dan kemudian berhenti berubah.
- Kalor selalu mengalir secara alami dari panas ke dingin, tidak sebaliknya.
- Ketika semua mencapai satu suhu, aliran berhenti — keseimbangan termal.
Kalor mengalir dari panas ke dingin
- Kalor adalah energi termal yang bergerak karena perbedaan suhu.
- Aliran terjadi dari benda yang lebih panas ke yang lebih dingin, secara spontan.
- Semakin besar perbedaan suhu, semakin cepat aliran kalor.
- Kalor adalah energi dalam transit — sebuah benda tidak "mengandung kalor", melainkan berisi energi internal.
Kalor mengubah wujud
Naikkan suhu dan lihat energi termal mempercepat partikel dan mengubah wujud materi.
Dibiarkan sendiri, ke arah mana panas mengalir?
Panas mengalir spontan dari benda yang lebih panas ke yang lebih dingin.
Tiga cara perpindahan kalor
- Konduksi — melalui kontak langsung, saat partikel cepat mendorong tetangga yang lebih lambat (logam sangat baik).
- Konveksi — fluida hangat naik dan bersirkulasi, membawa energi dengannya.
- Radiasi — gelombang inframerah yang tidak memerlukan medium (bagaimana Matahari menghangatkan Bumi).
- Ketiganya memindahkan energi dari panas ke dingin.
Perpindahan panas melalui kontak langsung antar bahan disebut ____.
Konduksi memindahkan panas melalui kontak; logam konduktor sangat baik.
Radiasi adalah satu-satunya dari tiga metode perpindahan panas yang tidak memerlukan medium.
Radiasi merambat sebagai gelombang inframerah melalui ruang hampa — itulah bagaimana Matahari menghangatkan Bumi.
Pilih semua metode perpindahan panas yang sah.
Konduksi, konveksi, dan radiasi membawa panas. Gravitasi bukan metode perpindahan panas.
Mencapai keseimbangan
- Ketika dua benda bersentuhan, kalor mengalir hingga mereka berbagi satu suhu.
- Pada titik tersebut aliran kalor bersih adalah nol — mereka berada dalam keseimbangan termal.
- Keseimbangan berarti suhu yang sama, bukan energi yang sama.
- Termometer bekerja dengan mencapai keseimbangan dengan apa pun yang diukurnya.
Dua benda berada dalam kesetimbangan termal ketika mereka memiliki yang sama:
Suhu yang sama berarti tidak ada aliran panas bersih — kesetimbangan termal.
Keseimbangan termal berarti benda-benda mencapai suhu yang sama, bukan jumlah energi yang sama. Benda dingin yang besar masih dapat menyimpan jauh lebih banyak energi internal daripada benda panas yang kecil — suhu dan total energi adalah hal yang berbeda.
Kesetimbangan termal berarti kedua objek memiliki jumlah energi dalam yang sama.
Artinya suhu sama, bukan energi sama — benda dingin yang besar masih bisa menyimpan lebih banyak energi.
Sendok logam pada suhu $80\ ^\circ\text{C}$ dimasukkan ke dalam air pada suhu $20\ ^\circ\text{C}$.
- Kalor mengalir dari sendok panas ke air yang lebih dingin.
- Sendok mendingin dan air menghangat hingga keduanya berada pada satu suhu di antara keduanya — keseimbangan.
Kalor adalah energi yang mengalir secara spontan dari panas ke dingin karena perbedaan suhu — melalui konduksi, konveksi atau radiasi. Kalor berhenti ketika semua mencapai satu suhu: keseimbangan termal, yang berarti suhu yang sama, bukan energi yang sama.