Konveksi: Pengertian, Contoh, dan Rumus (Lengkap)

Daftar Isi

Konveksi adalah perpindahan kalor (panas) melalui zat perantara yang disertai dengan perpindahan zat perantara, contohnya; konveksi air yang dipanaskan di atas kompor.

 

 

Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang proses perpindahan kalor secara konveksi.

Sebelumnya, kita telah menuntaskan pembahasan perpindahan kalor secara konduksi. Kakak anggap kalian telah membaca dan memahami materinya dengan baik.

Konduksi dan konveksi memiliki kemiripan, yaitu kedua cara perpindahan panas ini menggunakan zat perantara atau medium.

Perbedaannya adalah jika konduksi tidak disertai dengan perpindahan zat perantara, maka pada konveksi zat perantaranya ikut berpindah.

Untuk lebih jelasnya, langsung saja simak pembahasan berikut ini...

Daftar Isi

• 1Pengertian Konveksi
• 2Syarat Terjadinya Konveksi
• 3Proses Terjadinya Konveksi
• 4Contoh Konveksi
• 5Rumus Konveksi
• 6Contoh Soal Konveksi
• 7Kesimpulan

Pengertian Konveksi

Apa yang dimaksud dengan konveksi? Dalam ilmu termodinamika, konveksi adalah perpindahan kalor atau panas melalui zat perantara, di mana zat perantaranya ikut berpindah bersama kalor.

 

Jadi, pada konveksi, kalor akan memanaskan zat perantara sehingga mengalami peningkatan suhu, selanjutnya keduanya sama-sama berpindah ke titik dengan suhu yang lebih rendah.

 

Itulah sebabnya mengapa sehingga konveksi disebut juga dengan aliran, di mana zat perantara yang telah mengandung kalor mengalir dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah.

 

Jika dianalogikan, hal ini mirip dengan perahu yang bergerak di atas sungai. Perahu dan sungai sama bergerak berpindah tempat.

Syarat Terjadinya Konveksi

Dari uraian di atas, kita bisa katakan bahwa syarat terjadinya konveksi adalah ada zat perantara atau medium dan ada perbedaan suhu di dalam tubuh medium tersebut. 

 

Jenis zat perantara pada peristiwa konveksi adalah fluida (zat alir), yaitu zat cair dan zat gas. Mengapa demikian?

 

Fluida, baik cair maupun gas, memiliki jarak antar partikel atau molekul yang renggang dengan ikatan yang tidak terlalu kuat, sehingga bentuknya tidak tetap membuatnya sangat mudah mengalir sambil membawa kalor.

Berbeda dengan zat perantara pada konduksi yang menggunakan zat padat, jarak partikelnya yang sangat rapat membuatnya mampu mempertahankan bentuk, sehingga kalor hanya merambat melaluinya saja, sementara zatnya tidak ikut berpindah.

Proses Terjadinya Konveksi

Proses terjadinya konveksi dimulai dengan adanya perbedaan suhu di dalam tubuh fluida. Perhatikan gambar di bawah ini!

 

 

Gambar di atas memperlihatkan air dalam panci yang diletakkan di atas kompor. Ketika kompor dinyalakan, akan terjadi transfer kalor dari api ke air.

 

Kalor yang diterima dari api akan memanaskan air sehingga suhunya meningkat, di mana air yang berada di dasar panci yang akan lebih dulu mengalami proses tersebut. 

Ketika air yang berada di dasar mengalami peningkatan suhu, massa jenisnya akan berkurang karena terjadi pertambahan volume akibat pemuaian. 

Karena massa jenisnya mengecil, maka air tersebut bergerak ke atas. Kemudian, air yang massa jenisnya lebih besar akan bergerak turun menggantikan tempat yang ditinggalkan tadi.

Demikian seterusnya, air akan berputar naik turun saling bertukar tempat sambil membawa kalor.

Proses perpindahan kalor secara konveksi dipengaruhi oleh:

• Koefisien konveksi termal.
• Luas pemukaan zat perantara.
• Perbedaan suhu yang mengalami aliran kalor. 

Contoh Konveksi

Contoh perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

1. Terjadinya angin darat dan angin laut.
2. Pemanasan air menggunakan panci di atas kompor.
3. Kipas angin yang menghembuskan udara dingin ke udara panas.
4. Alat pengering rambut.
5. Radiator mobil. 

Rumus Konveksi

Rumus perpindahan kalor secara konveksi adalah:

 

H = h . A . ΔT 

 

Keterangan:

• H = Kalor yang mengalir setiap detik (^J/_s)
• h = koefisien konveksi termal (^J/_sm^2oC)
• A = luas permukaan fluida (m²)
• ΔT = perubahan suhu (^oC)

Contoh Soal Konveksi

Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang perpindahan kalor secara konveksi: 

1. Jelaskan apa itu konveksi?

Jawab:

Konveksi adalah perpindahan kalor (panas) melalui zat perantara yang disertai dengan perpindahan zat perantara.

2. Bagaimana proses perpindahan kalor secara konveksi?

Jawab: 

Proses terjadinya konveksi dimulai dengan adanya perbedaan suhu di dalam zat perantara, misalnya zat cair dalam panci yang diletakkan di atas kompor. Ketika kompor dinyalakan, akan terjadi transfer kalor dari api ke air.

 

Kalor yang diterima dari api akan memanaskan air sehingga suhunya meningkat, di mana air yang berada di dasar panci yang akan lebih dulu mengalami proses tersebut. 

 

Ketika air yang berada di dasar mengalami peningkatan suhu, massa jenisnya akan berkurang karena terjadi pertambahan volume akibat pemuaian. 

 

Karena massa jenisnya mengecil, maka air tersebut bergerak ke atas. Kemudian, air yang massa jenisnya lebih besar akan bergerak turun menggantikan tempat yang ditinggalkan tadi.

 

Demikian seterusnya, air akan berputar naik turun saling bertukar tempat sambil membawa kalor.

3. Sebutkan perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari...

Jawab: 

Contoh perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

1. Terjadinya angin darat dan angin laut.
2. Pemanasan air menggunakan panci di atas kompor.
3. Kipas angin yang menghembuskan udara dingin ke udara panas.
4. Alat pengering rambut.

Contoh Soal 4

Seseorang memiliki suhu badan 32 ^oC berada pada kamar yang suhunya 26 ^oC. Jika luas permukaan badannya kira-kira 1,5 m² dan koefisien konveksi termalnya 7,1 ^J/_sm^2oC. Hitung kalor yang dilepaskan badan melalui konveksi. 

Jawaban:

Diketahui:

• h = 7,1 ^J/_sm^2oC
• A = 1,5 m²
• T1 = 32 ^oC = 305 K
• T2 = 26 ^oC = 299 K
• ΔT = 305 - 299 = 6 K
  

Ditanyakan:

• H....?

Penyelesaian:

 

H = h . A . ΔT

    = 7,1 . 1,5 . 6

    = 63,9 ^J/_s

 

Jadi, kalor yang dilepaskan badan melalui konveksi adalah 63,9 ^J/_s. 

Kesimpulan

Jadi, konveksi adalah perpindahan kalor (panas) melalui zat perantara yang disertai dengan perpindahan zat perantara, contohnya:

1. Terjadinya angin darat dan angin laut.
2. Pemanasan air menggunakan panci di atas kompor.
3. Kipas angin yang menghembuskan udara dingin ke udara panas.
4. Alat pengering rambut.
5. Radiator mobil. 

Gimana adik-adik, udah paham kan materi perpindahan kalor konveksi di atas? Jangan lupa lagi yah.

Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.