Brilio.net - Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari perbedaan suhu yang terdapat di suatu daerah. Secara umum terdapat tiga cara perpindahan panas salah satunya melalui konveksi. Konveksi adalah proses perpindahan panas yang terjadi akibat penggabungan konduksi panas, penyimpanan energi, dan gerakan mencampur.
Konveksi juga dapat dikatakan sebagai perpindahan kalor oleh gerak dari zat yang dipanaskan. Untuk mengetahui lebih rinci mengenai konveksi, berikut brilio.net telah merangkumnya dari berbagai sumber pada Jumat (8/7).
Pengertian konveksi.
foto: Unsplash/Patrick
Konveksi adalah proses transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi, dan gerakan mencampur. Konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat, cairan, atau gas. Proses perpindahan kalor secara aliran atau konveksi merupakan satu fenomena permukaan. Proses konveksi hanya terjadi di permukaan bahan sehingga dalam proses ini struktur bagian dalam bahan kurang penting.
Keadaan permukaan dan keadaan sekelilingnya serta kedudukan permukaan itu adalah yang utama. Umumnya, keadaan keseimbangan termodinamik di dalam bahan akibat proses konduksi akan menyebabkan terjadinya perbedaan suhu pada sekelilingnya.
Jenis-jenis konveksi.
foto: Unsplash/Maël Seigneurie
Perpindahan panas secara konveksi dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu konveksi bebas dan konveksi paksa.
1. Konveksi bebas.
Konveksi bebas adalah perpindahan panas yang disebabkan oleh perbedaan suhu, beda rapat, dan tidak ada tenaga dari luar yang mendorongnya. Dalam arti lain, konveksi bebas merupakan aliran fluida yang disebabkan oleh adanya perbedaan temperatur dalam fluida.
2. Konveksi paksa.
Konveksi paksaan adalah perpindahan panas yang aliran gas atau cairannya disebabkan oleh adanya tenaga dari luar. Konveksi paksa juga dapat dimaknai sebagai perpindahan panas di mana cairan atau gas yang suhunya tinggi mengalir ke tempat yang suhunya lebih rendah karena adanya tenaga dari luar. Konveksi paksa dalam pipa merupakan perpindahan konveksi untuk aliran dalam atau yang disebut dengan internal flow. Aliran yang terjadi di dalam pipa adalah fluida yang dibatasi oleh suatu permukaan sehingga lapisan batas tidak dapat berkembang secara bebas.
Proses terjadinya perpindahan panas secara konveksi.
foto: Unsplash/Ben McLeod
Perpindahan panas secara konveksi terjadi ketika cairan seperti fluida atau air bergerak/konveksi didorong oleh perbedaan suhu di dalam cairan tersebut. Konveksi terjadi ketika partikel bergerak dengan energi panas dalam di dalam cairan. Ketika cairan dipanaskan dari bawah, maka ekspansi termal akan terjadi. Lapisan bawah cairan yang lebih panas menjadi kurang padat.
Cairan yang lebih dingin akan lebih padat sementara cairan yang panas menjadi kurang padat. Cairan yang kurang padat dan lebih panas akan naik. Cairan atau gas dingin yang lebih padat jatuh ke daerah yang hangat.
Proses ini berulang karena cairan yang kurang dapat mendingin saat mereka menjauh dari sumber panasnya dan membuatnya tenggelam. Sementara cairan yang lebih padat memanas saat mendekati sumber panas dan membuatnya menarik.
Contoh peristiwa konveksi.
foto: Unsplash/Rafael Hoyos Weht
Aktivitas perpindahan panas melalui konveksi dapat ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari seperti:
1. Terjadinya angin laut.
Fenomena perpindahan panas melalui konveksi berupa angin laut terjadi pada siang hari. Matahari memanaskan permukaan laut dan daratan karena laut memiliki kapasitas pemanasan yang lebih besar sehingga menyerap banyak energi matahari tetapi memanas jauh lebih lambat daripada daratan.
2. Angin darat.
Fenomena angin darat terjadi pada malam hari saat matahari terbenam. Kondisi tanah akan lebih cepat kehilangan panas jika dibandingkan dengan air karena perbedaan kapasitas panas. Akibatnya suhu di laut relatif lebih tinggi yang menciptakan tekanan udara rendah. Hal ini membuat aliran angin sejuk yang dikenal sebagai angin darat.
3. Cuaca.
Matahari yang menyinari permukaan bumi dan udara yang lebih dingin bersentuhan dengannya membuat udara menjadi hangat dan naik lalu menciptakan arus ke atas di atmosfer.
4. Air mendidih.
Peristiwa air mendidih juga merupakan contoh dari aktivitas konveksi yang menggambarkan molekul yang bergerak lebih rapat di bagian bawah dan molekul yang kurang rapat akan bergerak ke atas dan menimbulkan gelembung air.
Sumber: Walujodjati. 2006. Jurnal Momentum Volume 2 Nomor 2: Perpindahan Panas Konveksi Paksa. Semarang: Universitas Wahid Hasyim Semarang.
