Secara garis besar atau ringkasnya perpindahan kalor
dapat di jelaskan sebagai berikut :
Prinsip dan Teori Dasar Perpindahan Panas
Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat
dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan
atau dimusnahkan sama sekali. Dalam suatu proses, panas dapat mengakibatkan
terjadinya kenaikan suhu suatu zat dan atau perubahan tekanan, reaksi
kimia dan kelistrikan. Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan
secara langsung, yaitu fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan
fluida dingin tanpa adanya pemisah dan secara tidak langsung, yaitu bila
diantara fluida panas dan fluida dingin tidak berhubungan langsung tetapi
dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah.
Perpindahan Panas Secara Konduksi
Merupakan
perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling berdekatan antar yang satu
dengan yang lainnya dan tidak diikuti oleh perpindahan molekul-molekul tersebut
secara fisik. Molekul-molekul benda yang panas bergetar lebih cepat
dibandingkan molekul-molekul benda yang berada dalam keadaan dingin.
Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya dilimpahkan kepada molekul di
sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat maka akan memberikan
panas.
Perpindahan Panas Secara Konveksi
Perpindahan Panas Secara Radiasi
Perpindahan
panas tanpa melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu energi dapat
dihantarkan dari suatu tempat ke tempat lainnya (dari benda panas ke benda yang
dingin) dengan pancaran gelombang elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik
ini akan berubah menjadi panas jika terserap oleh benda yang lain.
Dan pada halaman selanjutnya akan di bahas lebih luas
lagi J
Perpindahan ka1or dari suatu zat ke
zat lain seringkali terjadi dalam industri proses. Pada
kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau pengeluaran ka1or, untuk mencapai dan
mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu
mencapai keadaan yang dibutuhkan untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila pengerjaan harus
berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan ja1an pemasukan atau
pengeluaran ka1or. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan untuk
operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan endoterm. Disamping perubahan secara
kimia, keadaan ini dapat juga merupakan pengerjaan secara a1ami. Dengan demikian. pada
pengembunan dan penghabluran (krista1isasi) ka1or harus dikeluarkan. Pada penguapan dan pada umumnya juga pada pelarutan, ka1or harus dimasukkan. Ada1ah hukum a1am bahwa ka1or itu suatu bentuk energi.
kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau pengeluaran ka1or, untuk mencapai dan
mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu
mencapai keadaan yang dibutuhkan untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila pengerjaan harus
berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan ja1an pemasukan atau
pengeluaran ka1or. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan untuk
operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan endoterm. Disamping perubahan secara
kimia, keadaan ini dapat juga merupakan pengerjaan secara a1ami. Dengan demikian. pada
pengembunan dan penghabluran (krista1isasi) ka1or harus dikeluarkan. Pada penguapan dan pada umumnya juga pada pelarutan, ka1or harus dimasukkan. Ada1ah hukum a1am bahwa ka1or itu suatu bentuk energi.
Sama seperti bentuk lain
dari energi, jumlah ka1or juga dinyatakan da1am suatu gaya kali suatu jarak
yaitu Newton ka1i meter atau Nm. 1 Nm dinamakan 1 Joule. Untuk memberikan
sedikit gambaran mengenai besarnya energi 1 Joule tersebut, bisa diperhatikan
dari ha1 berikut: Untuk penguapan 1 kg air, diperlukan cukup banyak energi
yaitu perubahan zat cair ke dalam uap ini kira-kira membutuhkan energi
2.225.000 Joule = 2,25 MJ. Pada pembakaran 1 kg minyak akan terbebas kira-kira
45 MJ.
Ka1or mengalir dengan
sendirinya dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Akan tetapi, gaya dorong
untuk a1iran ini ada1ah perbedaan suhu. Bila sesuatu benda ingin dipanaskan,
maka harus dimi1iki sesuatu benda lain yang lebih panas, demikian pula ha1nya
jika ingin mendinginkan sesuatu, diperlukan benda lain yang lebih dingin.
Hukum kekekalan energi
menyatakan bahwa energi tidak musnah yaitu seperti hukum asas yang lain,
contohnya hukum kekekalan masa dan momentum, ini artinya kalor tidak hilang.
Energi hanya berubah bentuk dari bentuk yang pertama ke bentuk yang ke dua.
Bila diperhatikan
misalnya jumlah energi kalor api unggun kayu yang ditumpukkan, semua ini menyimpan
sejum1ah energi dalam yang ditandai dengan kuantitas yang lazim disebut muatan kalor bahan.
Apabila api dinyalakan, energi terma yang tersimpan di dalam bahan tadi akan bertukar menjadi
energi kalor yang dapat kita rasakan. Energi kalor ini mengalir jika terdapat suatu perbedaan
suhu. Bila diperhatikan sebatang logam yang dicelupkan ke dalam suatu tangki yang berisi air
kalor. Karena suhu awal logam ialah T1 dan suhu air ialah T2, dengan T2 >> T1, maka logam
dikatakan lebih dingin daripada air. Ha1 yang penting dalam sistem yang terdiri dari air dan
logam ialah adanya suatu perbedaan suhu yang nyata yaitu (T2- T1).
misalnya jumlah energi kalor api unggun kayu yang ditumpukkan, semua ini menyimpan
sejum1ah energi dalam yang ditandai dengan kuantitas yang lazim disebut muatan kalor bahan.
Apabila api dinyalakan, energi terma yang tersimpan di dalam bahan tadi akan bertukar menjadi
energi kalor yang dapat kita rasakan. Energi kalor ini mengalir jika terdapat suatu perbedaan
suhu. Bila diperhatikan sebatang logam yang dicelupkan ke dalam suatu tangki yang berisi air
kalor. Karena suhu awal logam ialah T1 dan suhu air ialah T2, dengan T2 >> T1, maka logam
dikatakan lebih dingin daripada air. Ha1 yang penting dalam sistem yang terdiri dari air dan
logam ialah adanya suatu perbedaan suhu yang nyata yaitu (T2- T1).
Kalor dapat diangkut dengan tiga macam cara yaitu:
1. Pancaran, sering juga dinamakan radiasi.
2. Hantaran, sering juga disebut konduksi.
3. Aliran, sering juga disebut radiasi.
1.1.
Pancaran (Radiasi)
Radiasi ialah pemindahan panas atas dasar
gelombang-gelombang elektromagnetik. Misalnya tubuh manusia akan mendapat
panas pancaran dari setiap permukaan dari suhu yang lebih tinggi dan ia akan
kehilangan panas atau memancarkan panas kepada setiap obyek atau permukaan yang
lebih sejuk dari tubuh manusia itu. Panas pancaran yang diperoleh atau hilang,
tidak dipengaruhi oleh gerakan udara, juga tidak oleh suhu udara antara
permukaan-permukaan atau obyek-obyek yang memancar, sehingga radiasi dapat
terjadi di ruang hampa.
Jumlah keseluruhan panas pindahan yang
dihasilkan oleh masing-masing cara hampir seluruhnya ditentukan oleh
kondisi-kondisi lingkungan. Umpamanya, udara yang jenuh tak dapat menerima
kelembaban tubuh, sehingga pemindahan panas tak dapat terjadi melalui
penguapan. Pengondisian suatu ruang seharusnya meningkatkan laju kehilangan
panas bila para penghuni terlalu panas dan mengurangi laju kehilangan panas
bila mereka terlalu dingin. Tujuan ini tercapai dengan mengolah dan
menyampaikan udara yang nyaman dari segi suhu, uap air (kelembaban), dan
velositas (gerak udara dan pola-pola distribusi). Kebersihan udara dan
hilangnya bau (melalui ventilasi) merupakan kondisi-kondisi kenyamanan tambahan
yang harus dikendalikan oleh sistem penghawaan buatan. perpindahan kalor secara
radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui zat perantara. Banyaknya radiasi
kalor yang dipancarkan ataupun yang diserap oleh suatu benda bergantung pada
warna benda.
Yang dimaksud dengan
pancaran (radiasi) ia1ah perpindahan ka1or mela1ui gelombang dari suatu zat ke
zat yang lain. Semua benda memancarkan ka1or. Keadaan ini baru terbukti setelah
suhu meningkat. Pada hakekatnya proses perpindahan ka1or radiasi terjadi dengan
perantaraan foton dan juga gelombang elektromagnet. Terdapat dua teori yang
berbeda untuk menerangkan bagaimana proses radiasi itu terjadi. Semua bahan
pada suhu mutlak tertentu akan menyinari sejumlah energi ka1or tertentu.
Semakin tinggi suhu bahan tadi maka semakin tinggi pula energy ka1or yang
disinarkan. Proses radiasi adalah fenomena permukaan. Proses radiasi tidak
terjadi pada bagian da1am bahan. Tetapi suatu bahan apabila menerima sinar,
maka banyak ha1 yang boleh terjadi. Apabila sejumlah energi ka1or menimpa suatu
permukaan, sebahagian akan dipantulkan, sebahagian akan diserap ke da1am bahan,
dan sebagian akan menembusi bahan dan terus ke luar. Jadi da1am mempelajari
perpindahan ka1or radiasi akan dilibatkan suatu fisik permukaan.
Bahan yang dianggap
mempunyai ciri yang sempurna ada1ah jasad hitam. Disamping itu, sama seperti
cahaya lampu, adaka1anya tidak semua sinar mengenai permukaan yang dituju. Jadi
da1am masalah ini kita mengena1 satu faktor pandangan yang lazimnya dinamakan
factor bentuk. Maka jumlah ka1or yang diterima dari satu sumber akan berbanding
langsung
sebahagiannya terhadap faktor bentuk ini. Dalam pada itu, sifat terma permukaan bahan juga
penting. Berbeda dengan proses konveksi, medan a1iran fluida disekeliling permukaan tidak
penting, yang penting ialah sifat terma saja. Dengan demikian, untuk memahami proses radiasi dari satu permukaan kita perlu memahami juga keadaan fisik permukaan bahan yang terlibat dengan proses radiasi yang berlaku.
sebahagiannya terhadap faktor bentuk ini. Dalam pada itu, sifat terma permukaan bahan juga
penting. Berbeda dengan proses konveksi, medan a1iran fluida disekeliling permukaan tidak
penting, yang penting ialah sifat terma saja. Dengan demikian, untuk memahami proses radiasi dari satu permukaan kita perlu memahami juga keadaan fisik permukaan bahan yang terlibat dengan proses radiasi yang berlaku.
Proses perpindahan kalor
sering terjadi secara serentak. Misa1nya sekeping plat yang dicat hitam. La1u
dikenakan dengan sinar matahari. Plat akan menyerap sebahagian energi matahari.
Suhu plat akan naik ke satu tahap tertentu. Oleh karena suhu permukaan atas
naik maka kalor akan berkonduksi dari permukaan atas ke permukaan bawah. Da1am
pada itu, permukaan bagian atas kini mempunyai suhu yang lebih tinggi dari suhu
udara sekeliling, maka jumlah kalor akan disebarkan secara konveksi. Tetapi
energi kalor juga disebarkan secara radiasi. Dalam hal ini dua hal terjadi, ada
kalor yang dipantulkan dan ada kalor yang dipindahkan ke sekeliling.
Berdasarkan kepada keadaan terma permukaan, bahan yang di pindahkan dan
dipantulkan ini dapat berbeda. Proses radiasi tidak melibatkan perbedaan suhu.
Keterlibatan suhu hanya terjadi jika terdapat
dua permukaan yang mempunyai suhu yang berbeda. Dalam hal ini, setiap permukaan
akan menyinarkan energi kalor secara radiasi jika permukaan itu bersuhu T dalam
unit suhu mutlak. Lazimnya jika terdapat satu permukaan lain yang saling
berhadapan, dan jika permukaan pertama mempunyai suhu T1 mutlak sedangkan
permukaan kedua mempunyai suhu T2 mutlak, maka permukaan tadi akan saling
memindahkan kalor .
Selanjutnya juga penting
untuk diketahui bahwa :
1. Kalor radiasi merambat
lurus.
2. Untuk perambatan itu
tidak diperlukan medium (misalnya zat cair atau gas)
1.2. Hantaran (Konduksi)
Konduksi ialah pemindahan panas yang
dihasilkan dari kontak langsung antara permukaan-permukaan benda. Konduksi
terjadi hanya dengan menyentuh atau menghubungkan permukaan-permukaan yang
mengandung panas. Setiap benda mempunyai konduktivitas termal (kemampuan
mengalirkan panas) tertentu yang akan mempengaruhi panas yang dihantarkan dari
sisi yang panas ke sisi yang lebih dingin. Semakin tinggi nilai konduktivitas termal
suatu benda, semakin cepat ia mengalirkan panas yang diterima dari satu sisi ke
sisi yang lain.
Perpindahan Kalor Secara
Konduksi
Perpindahan kalor melalui
suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-pertikel zat tersebut dinamakan
konduksi. Zat yang dapat menghantarkan kalor dengan baik disebut konduktor.
Sedangkan penghantar kalor yang buruk disebut isolator. Pada umumnya, benda
logam seperti besi, alujmunium, tembaga dan kuningan merupakan konduktor.
Sedangkan benda selain logam seperti kaca, kayu, plastic, udara dan air
merupakan isolator.
Yang dimaksud dengan hantaran ialah
pengangkutan kalor melalui satu jenis zat. Sehingga perpindahan kalor secara
hantaran/konduksi merupakan satu proses pendalaman karena proses perpindahan
kalor ini hanya terjadi di dalam bahan. Arah aliran energi kalor, adalah dari
titik bersuhu tinggi ke titik bersuhu rendah.
Sudah diketahui bahwa tidak semua bahan dapat
menghantar kalor sama sempurnanya. Dengan demikian, umpamanya seorang tukang
hembus kaca dapat memegang suatu barang kaca, yang beberapa cm lebih jauh dari
tempat pegangan itu adalah demikian panasnya, sehingga bentuknya dapat berubah.
Akan tetapi seorang pandai tempa harus memegang benda yang akan ditempa dengan
sebuah tang. Bahan yang dapat menghantar ka1or dengan baik dinamakan konduktor.
Penghantar yang buruk disebut isolator. Sifat bahan yang digunakan untuk
menyatakan bahwa bahan tersebut merupakan suatu isolator atau konduktor ialah
koefisien konduksi terma. Apabila nilai koefisien ini tinggi, maka bahan
mempunyai kemampuan mengalirkan kalor dengan cepat.
Untuk bahan isolator, koefisien ini bernilai
kecil. Pada umumnya, bahan yang dapat menghantar arus listrik dengan sempurna
(logam) merupakan penghantar yang baik juga untuk kalor dan sebaliknya.
Selanjutnya bila diandaikan sebatang besi atau sembarang jenis logam dan salah
satu ujungnya diulurkan ke dalam nyala api. Dapat diperhatikan bagaimana kalor
dipindahkan dari ujung yang panas ke ujung yang dingin. Apabila ujung batang
logam tadi menerima energi kalor dari api, energi ini akan memindahkan sebahagian
energi kepada molekul dan elektron yang membangun bahan tersebut. Moleku1 dan elektron
merupakan alat pengangkut kalor di dalam bahan menurut proses perpindahan kalor
konduksi. Dengan demikian dalam proses pengangkutan kalor di dalam bahan,
aliran elektron akan memainkan peranan penting .
Persoalan yang patut diajukan pada pengamatan
ini ialah mengapa kadar alir energi kalor adalah berbeda. Hal ini disebabkan
karena susunan molekul dan juga atom di dalam setiap bahan adalah berbeda.
Untuk satu bahan berfasa padat molekulnya tersusun rapat, berbeda dengan satu
bahan berfasa gas seperti udara. Molekul udara adalalah renggang seka1i. Tetapi
dibandingkan dengan bahan padat seperti kayu, dan besi , maka molekul besi
adalah lebih rapat susunannya daripada molekul kayu. Bahan kayu terdiri dari
gabungan bahan kimia seperti karbon, uap air, dan udara
yang terperangkat. Besi adalah besi. Kalaupun ada bahan asing, bahan kimia unsur besi adalah
lebih banyak.
1.2.
Aliran (Konveksi)
Pemindahan panas berdasarkan gerakan fluida
disebut konveksi. Dalam hal ini fluidanya adalah udara di dalam ruangan.
Yang dimaksud dengan aliran
ialah pengangkutan ka1or oleh gerak dari zat yang dipanaskan. Proses
perpindahan ka1or secara aliran/konveksi merupakan satu fenomena permukaan.
Proses konveksi hanya terjadi di permukaan bahan. Jadi dalam proses ini
struktur bagian dalam bahan kurang penting. Keadaan permukaan dan keadaan
sekelilingnya serta kedudukan permukaan itu adalah yang utama. Lazimnya,
keadaan keseirnbangan termodinamik di dalam bahan akibat proses konduksi, suhu permukaan bahan
akan berbeda dari suhu sekelilingnya. Dalam hal ini dikatakan suhu permukaan
adalah T1 dan suhu udara sekeliling adalah T2 dengan Tl>T2. Kini terdapat
keadaan suhu tidak seimbang diantara bahan dengan sekelilingnya. Perpindahan
kalor dengan jalan aliran dalam industri kimia merupakan cara pengangkutan
kalor yang paling banyak dipakai. Oleh karena konveksi hanya dapat terjadi
melalui zat yang mengalir, maka bentuk pengangkutan ka1or ini hanya terdapat
pada zat cair dan gas. Pada pemanasan zat ini terjadi aliran, karena masa yang
akan dipanaskan tidak sekaligus di bawa kesuhu yang samatinggi. Oleh karena itu
bagian yang paling banyak atau yang pertama dipanaskan memperolehmasa jenis
yang lebih kecil daripada bagian masa yang lebih dingin. Sebagai akibatnya
terjadi sirkulasi, sehingga kalor akhimya tersebar pada seluruh zat. Pada
perpindahan kalor secara konveksi, energi kalor ini akan dipindahkan ke
sekelilingnya dengan perantaraan aliran fluida. Oleh karena pengaliran fluida
melibatkan pengangkutan masa, maka selama pengaliran fluida bersentuhan dengan
permukaan bahan yang panas, suhu fluida akan naik. Gerakan fluida melibatkan
kecepatan yang seterusnya akan menghasilkan aliran momentum. Jadi masa fluida
yang mempunyai energi terma yang lebih tinggi akan mempunyai momentum yang juga
tinggi. Peningkatan momentum ini bukan disebabkan masanya akan bertambah.
Malahan masa fluida menjadi berkurang karena kini fluida menerima energi kalor.
Fluida yang panas karena menerima kalor dari permukaan bahan akan naik ke atas.
Kekosongan tempat masa bendalir yang telah naik itu diisi pula oleh masa fluida
yang bersuhu rendah. Setelah masa ini juga menerima energi kalor dari permukan
bahan yang kalor dasi, masa ini juga akan naik ke atas permukaan meninggalkan
tempat asalnya. Kekosongan ini diisi pula oleh masa fluida bersuhu renah yang
lain. Proses ini akan berlangsung berulang-ulang. Dalam kedua proses konduksi
dan konveksi, faktor yang paling penting yang menjadi penyebab dan pendorong
proses tersebut adalah perbedaan suhu. Apabila perbedaan suhu .terjadi maka
keadaan tidak stabil terma akan terjadi. Keadaan tidak stabil ini perlu
diselesaikan melalui proses perpindahan kalor. Dalam pengamatan proses
perpindahan kalor konveksi, masalah yang utama terletak pada cara mencari
metode penentuan nilai h dengan tepat. Nilai koefisien ini tergantung kepada
banyak faktor. Jumlah kalor yang dipindahkan, bergantung pada nilai h. Jika
cepatan medan tetap, artinya tidak ada pengaruh luar yang mendoromg fluida
bergerak, maka proses perpindahan ka1or berlaku. Sedangkan bila kecepatan medan
dipengaruhi oleh unsur luar seperti kipas atau peniup, maka proses konveksi
yang akan terjadi merupakan proses perpindahan kalor konveksi paksa. Yang
membedakan kedua proses ini adalah dari nilai koefisien h-nya.
Ada
beberapa teori perpindahan panas. Teori perpindahan panas yang di kenal saat
ini adalah perpindahan kalor (panas) secara konduksi, konveksi evaporasi
ataupun radiasi.
Perpindahan
Kalor Secara Konveksi
Konveksi atau aliran adalah perpindahan kalor
disertai dengan perpindahan partikel-pertikel zat tersebut karena perbedaan
massa jenis zat.
- Konveksi pada zat cair. Konveksi dalam zat cair dapat
diperlihatkan dalam pemanasan air. Air dipanaskan akan memuai sehingga
massa jenisnya akan berkurang. Karena massa jenisnya berkurang, air
bergerak naik. Tempatnya digantikan oleh air yang suhunya lebih rendah,
bergerak turun karena massa jenisnya lebih besar.
- Konveksi pada gas. Terjadi ketika udara yang panas naik
dan udara yang lebih dingin turun. Konveksi pada udara dapat dilakukan
dengan percobaan lilin yang dinyalakan di dalam kotak . udara di sekitar
lilin terpanasi sehingga naik melalui salah satu cerobong. Tempatnya
diganti oleh udara dingin yang masuk melalui cerobong yang satunya lagi.
Keadaan tersebut selalu tyerjadi sehingga menimbulkan aliran udara. Aliran
udara tersebut terlihat apabila kamu membakar kertas cerobong tempat
masuknya udara karena asap dari kertas akan terbawa aliran udara.
Penguapan
Evaporasi (penguapan)
Dalam
pemindahan panas yang didasarkan pada evaporasi, sumber panas hanya dapat kehilangan
panas. Misalnya panas yang dihasilkan oleh tubuh manusia, kelembaban
dipermukaan kulit menguap ketika udara melintasi tubuh.
Uap air yang telah
menguap dari teh panas terkondensasi menjadi tetesan air. Gas air tidak
terlihat, tetapi awan tetesan air adalah petunjuk dari penguapan yang diikuti
oleh kondensasi
Penguapan atau evaporasi
adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan
spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya
penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika
terpapar pada gas dengan volume signifikan.
Rata-rata
molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari cairan. Bila tidak cairan
akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika molekul-molekul saling
bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam berbagai derajat, tergantung
bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang transfer energi ini begitu berat
sebelah, sehingga salah satu molekul mendapatkan energi yang cukup buat
menembus titik didih cairan. Bila ini terjadi di dekat permukaan cairan molekul
tersebut dapat terbang ke dalam gas dan "menguap"
Ada
cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam gas tertentu
(contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti ini memiliki
molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu sama lain dalam
pola yang cukup buat memberi satu molekul "kecepatan lepas" - energi
panas - yang diperlukan untuk berubah menjadi uap. Namun cairan seperti ini
sebenarnya menguap, hanya saja prosesnya jauh lebih lambat dan karena itu lebih
tak terlihat
Penguapan
adalah bagian esensial dari siklus
air. Uap air di udara akan berkumpul menjadi awan. Karena pengaruh suhu,
partikel uap air yang berukuran kecil dapat bergabung (berkondensasi) menjadi
butiran air dan turun hujan. [1]. Siklus
air terjadi terus menerus. Energi
surya menggerakkan penguapan air dari samudera, danau, embun dan
sumber air lainnya. Dalam hidrologi
penguapan dan transpirasi (yang melibatkan penguapan di dalam
stomata tumbuhan) secara
kolektif diistilahkan sebagai evapotranspirasi.
Dari
|
Ke
|
|||
Padat
|
N/A
|
-
|
||
Cair
|
N/A
|
Menguap
|
-
|
|
Gas
|
N/A
|
|||
Plasma
|
-
|
-
|
Rekombinasi/Deionisasi
|
N/A
|
Dalam pemindahan panas yang didasarkan pada
evaporasi, sumber panas hanya dapat kehilangan panas. Misalnya panas yang
dihasilkan oleh tubuh manusia, kelembaban dipermukaan kulit menguap ketika
udara melintasi tubuh.
Destilasi
Destilasi
merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik
atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam
proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan
dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini
maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin
(Gambar 15.7).
Proses destilasi diawali dengan
pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap.
Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin (perhatikan Gambar
15.7), proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding
(bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses
ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh
senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.
Gambar15.7. Alat destilasi sederhana
Contoh dibawah ini merupakan teknik pemisahan dengan cara
destilasi yang dipergunakan oleh industri. Pada skala industri, alcohol
dihasilkan melalui proses fermentasi dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat
diproses menjadi gula pasir. Hasil fermentasi adalah alcohol dan tentunya masih
bercampur secara homogen dengan air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC)
dan titik didih alcohol (70oC), sehingga yang akan menguap terlebih
dahulu adalah alcohol. Dengan menjaga destilasi maka hanya komponen alcohol
saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali
cair, proses destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana, dan
mempergunakan alat seperti pada Gambar 15.7.
Gambar 15.7 Destilasi yang dilakukan
secara bertahap dari minyak bumi
Proses pemisahan yang lebih komplek terjadi pada minyak
bumi. Dalam minyak bumi banyak terdapat campuran (lihat Bab 10). Atas dasar
perbedaan titik didihnya, maka dapat dipisahkan kelompok-kelompok produk dari
minyak bumi. Proses pemanasan dilakukan pada suhu cukp tinggi, berdasarkan
perbedaan titik didih dan system pendingin maka kita dapat pisahkan beberapa
kelompok minyak bumi. Proses ini dikenal dengan destilasi fraksi, dimana
terjadi pemisahan-fraksi-fraksi dari bahan bakar lihat Gambar 15.7. proses
pemisahan minyak bumi.
Sumber
2.
Dari
Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
6.
0 komentar:
Posting Komentar