konduksi termal atau secara sederhana konduksi adalah proses perpindahan panas yang terjadi di dalam padatan, karena a perbedaandisuhu. Dalam mengemudi, Energi termal ditransfer antara atom dan molekul pada satu padat tanpa transfer materi, sampai kondisi keseimbangan termal.
Fenomena ini terjadi pada semua zat, terlepas dari keadaan fisik, meskipun lebihseringdipadatan. Hal ini terjadi karena, dalam keadaan padat, posisi tetap atom-atom, yang tersusun dalam kisi kristal, mendukung pertukaran energi antara atom karena frekuensi di mana tabrakan terjadi antara ini partikel.
Lihatjuga:Semua yang perlu Anda ketahui tentang Termologi
Bagaimana konduksi termal terjadi?
Proses dari menyetirpanas dicirikan oleh interaksi antara atom-atom banyak perbedaansuhu. Ketika kita memanaskan suatu benda, atom-atomnya mulai berosilasi dengan amplitudo yang lebih besar. Itu atom lebih gelisah mentransfer sebagian dari Anda energi kinetik ke atom tetangga dengan tumbukan dan getaran, dengan cara ini mereka melambat, sementara kuranggelisahmenangkecepatan. Melalui mekanisme ini, panas secara bertahap ditransfer dari daerah suhu yang lebih tinggi ke daerah suhu yang lebih rendah, sampai seluruh sistem berada pada suhu yang sama.
KAMI gas, misalnya, perpindahan panas secara konduksi terjadi secara eksklusif melalui tumbukan antar atom. KAMI padatan non-logam, konduksi termal terjadi melalui getaran di sepanjang kisi kristal material. KAMI padatan logam – konduktor panas terbaik – konduksi terjadi baik dengan menyebarkan getaran di kisi kristal dan oleh pergerakan elektron bebas yang kacau.
Isolator dan konduktor termal
Keadaan materi yang berbeda mengirimkan panas melalui mekanisme yang berbeda. Bahan yang disebut konduktor, misalnya, apakah mereka mampu mentransfer panas dengan besar meredakan - adalah kasus dengan sebagian besar logam. Bahan-bahannya isolator, pada gilirannya, mereka adalah mereka yang menghalangi lewatnya panas, seperti polistirena, Sebuah karet, Itu kayu dll.
Perbedaan konduksi, konveksi, dan radiasi
Menyetir, konveksi dan radiasi adalah tiga bentuk perambatan yang berbeda dari panas. Poin umum antara ketiga proses ini adalah bahwa harus ada perbedaandisuhu antara benda yang berbeda atau pada titik yang berbeda pada benda yang sama.
ITU menyetir, seperti yang dikatakan, itu terjadi melalui kontak langsung antara molekul, yang, ketika bertabrakan, mentransfer energi kinetik ke molekul tetangganya. Dalam jenis perpindahan panas ini, tidak ada perpindahan materi. Konveksi, pada gilirannya, terjadi secara eksklusif dalam cairan dan, serta dalam menyetir, hanya terjadi pada sarana material. Perbedaan antara konduksi dan konveksi adalah bahwa, dalam konveksi, ada: mengangkutdiSemacam spageti oleh arus konvektif. ITU radiasi dan transferdipanas per gelombang elektromagnetikOleh karena itu, proses perpindahan panas ini dapat berlangsung dalam ruang hampa.
Fluks panas atau hukum Fourier
Jumlah panas yang ditransfer antara dua titik di dalam tubuh, setiap detik, disebut mengalirdipanas. Konsep ini menyangkut seberapa cepat panas ditransfer di dalam tubuh. Beberapa bahan memiliki kapasitas yang besar untuk perpindahan panas, oleh karena itu, kami mengatakan bahwa mereka adalah konduktor panas yang baik, karena mereka dapat menghilangkannya lebih cepat.
HAI mengalirdipanas, yang didefinisikan sebagai fungsi dari konstanta k, diukur dalam watt (W), sesuai dengan Sistem Satuan Internasional, tetapi juga dapat diukur dalam kaloriperkedua. Aliran energi ini adalah sebanding à perbedaandisuhu antara dua titik benda dan sesuai dengan jumlah energi yang mengalir, dalam bentuk panas, ke setiap meter persegi permukaan, selama selang waktu satu detik.
ITU rumus digunakan untuk menghitung konduksi termal, juga dikenal sebagai rumus fluks panas atau HukumdiFourier adalah sebagai berikut:
Φ – fluks panas (kal/s atau W)
Q – panas (kapur atau J)
untuk – interval waktu
A - luas (m² atau cm²)
T2 dan T1 – suhu titik 1 dan 2 (K atau C)
k – koefisien konduktivitas termal (J/s.m. K atau kal/s.cm.ºC)
HAI koefisien konduktivitas termal (k) menentukan apakah suatu benda merupakan penghantar panas yang baik atau tidak. Koefisien ini mengacu pada sejumlah besar sifat materi, seperti suhu,negarafisikawan,kemurnian,massa jenis dll. Selain itu, rumus menunjukkan bahwa jumlah panas Q mengalir melalui suatu daerah ITU, selama periode waktu untuk, sebanding dengan perbedaan suhu (T2 - T1) antara dua wajah daerah ini dan juga terbaliksebanding untuk ketebalan dan, yang memisahkan mereka. Perhatikan diagram berikut, yang menunjukkan konduksi termal dalam media padat, menurut variabel yang disajikan:
Latihan tentang konduksi termal
Pertanyaan 1) Selama hari yang cerah, sejumlah besar panas – sekitar 180 kal – melewati jendela kendaraan yang telah diparkir di luar ruangan selama 15 menit. Tentukan aliran panas melalui jendela kendaraan ini dalam situasi ini.
a) 10.000 kal/s
b) 2000 kal/s
c) 50 kal/s
d) 300 kal/s
e) 500 kal/s
Templat: Huruf b
Resolusi:
Untuk menyelesaikan latihan, cukup hitung jumlah panas yang melewati jendela kendaraan setiap detik. Menonton:
Menurut perhitungan, sekitar 2000 kalori melewati jendela kendaraan setiap detik, jadi alternatif yang benar adalah huruf B.
Pertanyaan 2) Tandai alternatif di mana konduksi panas hanya terjadi:
a) Air panas dicampur dengan air dingin.
b) Kertas dibakar oleh sinar matahari, dipekatkan oleh kaca pembesar.
c) Besi membakar baju.
d) Uap air memasak sayur.
Umpan balik: Huruf C
Resolusi:
Di antara proses yang terdaftar, yang pertama adalah perpindahan panas konveksi; maka kita memiliki radiasi, dalam huruf B; mengemudi, dalam huruf C; akhirnya, di alternatif terakhir, konveksi lagi. Oleh karena itu, alternatif yang benar adalah huruf C.
Oleh M.e Rafael Helerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm