Pada tingkat yang paling dasar, energi panas adalah pergerakan molekul-molekul yang membentuk logam unsur tungku. Kita tentu tak bisa melihat molekul bergerak, tetapi semakin cepat molekul bergerak, semakin banyak energi termal internal yang dikandungnya.
Sekarang, misalnya kita tempatkan panci air di atas elemen yang dipanaskan. Apa yang terjadi? Kompornya bekerja, kan? Ya, tidak seperti yang biasanya kita pikirkan. Di sini, ‘pekerjaan‘ mengacu pada ‘pergerakan sesuatu ketika suatu kekuatan diterapkan.’
Secara khusus, pengertian energi panas kompor menyebabkan partikel-partikel panci dan akhirnya air bergerak lebih cepat. Energi internal elemen yang dipanaskan dipindahkan ke panci dan akhirnya air di dalam panci. Artikel ini akan mengulas tentang pengertian, jenis, cara kerja, dan contoh energi panas.
Daftar Isi
Energi Panas
Energi panas adalah energi yang berasal dari panas. Panas ini dihasilkan oleh pergerakan partikel-partikel kecil di dalam suatu objek. Semakin cepat partikel-partikel ini bergerak, semakin banyak panas yang dihasilkan. Kompor dan korek api adalah contoh benda yang menghantarkan energi panas.
Terdapat beberapa fakta menarik yang berkaitan dengan energy panas atau energy termal:
- Energi panas adalah bagian dari energi total dari objek apa pun.
- Energi panas berhubungan dengan suhu suatu benda.
- Joule adalah unit yang digunakan untuk mengukur energi termal.
- Tidak seperti bentuk energi lain, energi panas sulit dikonversi menjadi bentuk energi lain.
- Ketika energi panas ditransfer dari atau ke suatu objek, itu disebut panas.
- Karena panas dikenal sebagai suatu proses, benda tidak dapat mengandung panas. Benda mengandung energi panas.
- Untuk mengubah energi panas menjadi bentuk energi lain, diperlukan mesin.
- Tidak seperti bentuk energi lain, jumlah energi panas tidak tergantung pada jumlah pekerjaan yang dilakukan suatu objek.
- Karena panas dari Bumi hilang ke angkasa, ia digantikan oleh panas yang dibawa oleh Matahari.
- Saat Anda menambahkan es ke minuman hangat, sebagian energi termal minuman ditransfer ke es yang membuat minuman menjadi lebih dingin.
Pengertian Energi Panas
Pengertian energi panas adalah energi yang dimiliki oleh suatu objek atau sistem karena pergerakan partikel di dalam objek atau sistem. ‘Energi‘ sendiri dapat didefinisikan sebagai ‘kemampuan untuk melakukan pekerjaan‘. Pekerjaan yang dimaksud dalam hal ini adalah pergerakan suatu benda karena kekuatan yang diberikan. Suatu sistem hanyalah kumpulan objek dalam batas tertentu. Oleh karena itu, energi panas dapat digambarkan sebagai kemampuan sesuatu untuk bekerja karena pergerakan partikelnya.
Karena energi panas disebabkan oleh pergerakan partikel, itu adalah jenis energi kinetik, yang merupakan energi akibat gerak. Energi panas menghasilkan sesuatu yang memiliki suhu internal, dan suhu itu dapat diukur – misalnya, dalam derajat Celcius atau Fahrenheit pada termometer. Semakin cepat partikel bergerak dalam suatu objek atau sistem, semakin tinggi suhu yang direkam.
Pengertian Energi Panas Menurut Para Ahli
Adapun definisi energi panas menurut pendapat para ahli, antara lain adalah sebagai berikut;
- Serway (2010)
Energi panas (kalor) ialah suatu usaha yang dilakukan pada sistem yaitu suatu ukuran jumlah energi yang dipindahkan kepada sistem dari sekelilingnya, sementara energi mekanik dari sistem (kinetik dan potensial) merupakan konsekuensi dari gerakan konfigurasi sistem.
- Nuri (2014)
Energi panas merupakan energi yang ada dalam benda-benda panas. Benda-benda tersebut pada umumnya terbakar sehingga menghasilkan panas. Misalnya saja yaitu Bumi. Di dalam bumi terdapat magma, dalam magma tersebut dapatlah diuraikan mempunyai sifat panas, yang kemudian disebut dengan energi panas bumi.
- Britannica
Energi panas merupakan energi internal yang terdapat dalam suatu sistem dalam keadaan kesetimbangan termodinamika berdasarkan suhunya. Energi termal tidak dapat dikonversi menjadi pekerjaan bermanfaat semudah energi sistem yang tidak berada dalam kondisi kesetimbangan termodinamika.
Cairan yang mengalir atau benda padat yang bergerak, misalnya, memiliki energi yang dapat dikonversi untuk berfungsi di beberapa perangkat mekanis, seperti kincir angin atau kincir air, tetapi fluida atau padatan yang sama dalam keadaan kesetimbangan termodinamika yang memiliki energi yang sama (seperti energi panas) tidak dapat bekerja kecuali jika dikombinasikan dengan zat lain pada suhu yang berbeda, seperti pada mesin panas.
- Solar School
Energi termal (juga disebut energi panas) dihasilkan ketika kenaikan suhu menyebabkan atom dan molekul bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan.
- Softschools
Energi panas pada suatu materi tergantung pada seberapa cepat atom atau molekulnya bergerak. Semakin cepat mereka bergerak, semakin banyak energi termal yang dimiliki. Energi panas adalah bentuk energi kinetik.
- Futura-sciences
Energi panas adalah energi kinetik yang disebabkan oleh gerakan atom atau molekul dalam suatu objek. Ini dapat diukur dalam joule (satuan standar energi), dalam watt-jam (lebih umum digunakan dalam industri) atau dalam elektron-volt (satuan yang digunakan dalam fisika). Pertukaran energi panas antara dua benda disebut perpindahan panas.
Jenis Perpindahan Energi Panas
Ketika dua objek saling bertukar panas, suhu masing-masing cenderung sama karena transfer energi panas akan berhenti ketika sudah mencapai kesetimbangan termal. Energi panas dapat dipindahkan melalui 3 jenis cara, yaitu:
-
Konduksi
Konduksi adalah transfer energi panas melalui kontak langsung antara partikel suatu zat, tanpa memindahkan partikel ke lokasi baru. Hukum dasar konduksi adalah hukum Fourier.
Proses perpindahan energi panas melalui konduksi terjadi ketika dua benda pada suhu yang berbeda bersentuhan satu sama lain. Panas mengalir dari benda yang hangat atau panas ke benda yang lebih dingin sampai keduanya berada pada suhu yang sama.
Ini adalah satu-satunya mode perpindahan panas yang baik dalam media padat, karena padatan adalah konduktor yang lebih baik daripada cairan dan cairan adalah konduktor yang lebih baik daripada gas. Logam adalah konduktor panas yang sangat baik, sedangkan udara merupakan konduktor panas yang sangat buruk.
Anda akan mengalami perpindahan panas dengan konduksi setiap kali Anda menyentuh sesuatu yang lebih panas atau lebih dingin daripada kulit Anda, misalnya ketika Anda mencuci tangan dengan air hangat atau dingin.
-
Konveksi
Konveksi meruapakan perpindahan panas melalui aliran yang zat perantaranya turut serta berpindah. Apabila partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, terjadilah konveksi.
Dalam cairan dan gas, konveksi biasanya merupakan cara paling efisien untuk mentransfer panas. Konveksi terjadi ketika area yang lebih hangat dari cairan atau gas naik ke area yang lebih dingin dalam cairan atau gas. Ketika ini terjadi, cairan atau gas yang lebih dingin menggantikan area yang lebih hangat yang telah naik lebih tinggi.
Siklus ini menghasilkan pola sirkulasi yang berkelanjutan dan panas dipindahkan ke area yang lebih dingin. Anda dapat melihat konveksi ketika Anda merebus air dalam panci. Gelembung air yang naik adalah bagian air yang lebih panas naik ke area air yang lebih dingin di bagian atas panci.
Anda mungkin pernah mendengar ungkapan “Udara panas naik dan udara dingin turun untuk menggantikannya“-ini adalah deskripsi konveksi di atmosfer kita. Energi panas ditransfer oleh sirkulasi udara.
-
Radiasi
Radiasi merupakan perpindahan panas tanpa zat perantara. Hal ini berbeda dengan kedua proses sebelumnya yaitu baik konduksi maupun konveksi membutuhkan perantara untuk memindahkan panas, sedangkan radiasi tidak bergantung pada kontak antara sumber panas dan benda yang dipanaskan.
Sebagai contoh, kita merasakan panas dari matahari meskipun kita tidak menyentuhnya. Panas dapat ditransmisikan melalui ruang kosong oleh radiasi termal. Radiasi termal (sering disebut radiasi inframerah) adalah jenis radiasi elektromagnetik (atau cahaya).
Radiasi adalah bentuk transportasi energi yang terdiri dari gelombang elektromagnetik yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Tidak ada massa yang dipertukarkan dan tidak ada media yang diperlukan.
Cara Kerja Energi Panas
Materi terdiri dari partikel atau molekul. Molekul-molekul ini bergerak (atau bergetar) terus-menerus. Peningkatan suhu pada materi membuat partikel bergetar lebih cepat. Energi panas adalah apa yang kita sebut sebagai energi yang berasal dari suhu suatu materi. Semakin panas substansi, semakin banyak molekulnya bergetar, dan karenanya semakin tinggi energi termalnya.
Sebagai contoh, secangkir teh panas memiliki energi panas dalam bentuk energi kinetik dari partikelnya yang bergetar.
Ketika Anda menuangkan susu ke dalam teh panas Anda, sebagian energi ini ditransfer dari teh panas ke partikel-partikel dalam susu dingin. Apa yang terjadi selanjutnya? Secangkir teh lebih dingin karena kehilangan energi panas yang ditrasnfer dari teh ke partikel-partikel dalam susu.
Contoh Energi Panas
Beberapa contoh sistem energi panas adalah sebagai berikut:
- Energi panas matahari memanaskan atmosfer kita.
- Sistem pemanas dan pendingin untuk bangunan komersial atau perumahan.
- Jaringan pipa dan pompa yang digunakan untuk mengangkut fluida ke dan dari berbagai proses dalam fasilitas industri.
- Siklus daya uap digunakan untuk menghasilkan daya listrik.
- Siklus pendinginan kompresi uap yang digunakan untuk pendinginan atau pemanasan
- Energi panas dari kompor panas ditransfer ke panci logam dan menyebabkan molekul air bergerak lebih cepat meningkatkan suhu air.
Itulah tadi materi yang menjelaskan secara lengkapnya terkait dengan pengertian energi panas menurut para ahli, macam, cara kerja, dan contoh di masyarakat dalam kehidupan sehari-hari. Semoga melalui artikel ini dapat memberikan wawasan serta refrensi kepada segenap pembaca sekalian.
