Perpindahan Kalor secara Konveksi

Updated: 16 May, 2020 • • min read

Table of Contents

Pada gambar diatas ditunjukkan suatu contoh perpindahan kalor secara konveksi.

Apabila air yang berada dalam suatu gelas dipanaskan maka partikel-partikel air pada dasar gelas menerima kalor lebih dulu sehingga menjadi panas dan suhunya naik.

Partikel yang suhunya tinggi akan bergerak ke atas karena massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis partikel yang suhunya lebih rendah, sedang partikel yang suhunya rendah akan turun dan mengisi tempat yang ditinggalkan oleh air panas yang naik tersebut.

Partikel air yang turun akan menerima kalor dan menjadi panas. Demikian seterusnya akan terjadi perpindahan kalor.

Perpindahan kalor yang demikian inilah yang disebut perpindahan kalor secara konveksi.

Apa itu Konveksi ?

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari suatu zat yang diikuti dengan perpindahan partikel-partikel zat tersebut

Perbedaan Konveksi Alami dan Konveksi Paksa

Perpindahan kalor secara konveksi terdiri dari perpindahan secara konveksi alami dan konveksi paksa.

Perpindahan Kalor Secara Konveksi Alami

Apa itu perpindahan kalor secara konveksi alami ?

Perpindahan kalor secara konveksi alami adalah proses perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat tersebut akibat perbedaan massa jenis.

Contoh perpindahan kalor secara konveksi alami adalah seperti pada proses pemanasan air

Perpindahan Kalor Secara Konveksi Paksa

Apa itu perpindahan kalor secara konveksi paksa ?

Perpindahan kalor secara konveksi paksa adalah proses perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai dengan perpindahan partikelpartikel zat tersebut akibat dari suatu paksaan terhadap partikel bersuhu tinggi tersebut.

Contoh dari perpindahan kalor secara konveksi paksa adalah sistem pendinginan mesin mobil. Seperti gambar di bawah ini.

Laju kalor konveksi sebanding dengan luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida A, dan beda suhu antara benda dan fluida ΔT yang dapat ditulis dalam rumus sebagai berikut

I = ΔQ / Δt
Atau
I = hAΔT

Keterangan:
I, adalah laju kalor konveksi, dalam satuan watt atau W (= J/s)
ΔQ, adalah jumlah kalor yang dipindahkan dalam satuan joule(J)
Δt, adalah waktu terjadi aliran kalor, dalam satuan sekon (s)
ΔT, adalah beda suhu antara benda dan fluida, dalam satuan °C atau K
h, adalah koefisien konveksi, dalam satuan Wm^-2K^-1 atau Wm^-2°C^-1
A, adalah luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida.

Contoh Soal Perpindahan Kalor Konveksi

Contoh Soal Pertama

Suatu panci pemanas air dibuat dari bahan tertentu dengan luas permukaan yang bersentuhan dengan air 200 cm². Jika suhu bahan itu adalah 90°C dan suhu air 80°C dan menghasilkan jumlah kalor yang dipindahkan secara konveksi per sekonnya sebesar 0,8 J/s maka hitunglah besar nilai koefisien konveksi bahan tersebut di atas.
Jawab:
Diketahui:
A = 200 cm² = 0,02 m²
ΔT = 90°C – 80°C = 10°C
I = 0,8 J/s = 0,8 W

Ditanyakan:
h = ... ?
Jawab:
Koefisien konveksi suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
I = ΔQ / Δt = hAΔT
atau
h = I/AΔt

sehingga besar nilai koefisien konveksi bahan tersebut di atas: h = I/AΔT = 0,8J/s / (0,02m² x 10°C)
h = 4 Wm^-2°C^-1

Contoh Soal Dua

Suatu radiator pendingin mobil memiliki luas yang bersinggungan dengan air sebesar 500 cm². Beda suhu antara bahan radiator dan air panas adalah 20°C. Jika bahan radiator terbuat dari bahan logam tertentu yang mempunyai koefisien konveksi h = 8 Wm^-2°C^-1 maka tentukan laju perpindahan kalor pada sistem radiator ini.
Jawab:
Diketahui:
A = 500 cm² = 0,05 m²
ΔT = 20°C
h = 8 Wm^-2°C^-1

Ditanyakan:
laju perpindahan kalor I = ...?
Jawab:
Laju perpindahan kalor I dapat dihitung rumus:
I =ΔQ/Δt = hAΔT
I =(8 Wm^-2°C^-1) x (0,05m²)x(20°C)
I = 8 W

SEGALASERBASERBI