UAS Perpindahan Panas [PDF]

Citation preview

Nama : Rezky Amaliah NIM : 34219037 Kelas : 1B Teknik Konversi Energi



UAS PERPINDAHAN PANAS



SOAL 1. Gambar dan jelaskanlah proses perpindahan panas pada tubuh manusia yang terdiri dari 1. Sistem pernafasan, 2. Sistem pencernaan, 3. Sistem aliran darah. JAWAB :



Gambar 1. Mekanisme pertukaran panas antara tubuh manusia dengan lingkungannya yang mencakup, radiasi, konduksi, konvensi dan evaporasi.



Berikut ini adalah mekanisme perpindahan panas yang terjadi pada tubuh manusia : 1. Konduksi Konduksi adalah perpindahan panas akibat paparan langsung kulit dengan benda-benda yang ada di sekitar tubuh. Biasanya proses kehilangan panas dengan mekanisme konduksi sangat kecil. Sentuhan dengan benda umumnya memberi



dampak kehilangan suhu yang kecil karena dua mekanisme, yaitu kecenderungan tubuh untuk terpapar langsung dengan benda relatif jauh lebih kecil dari pada paparan dengan udara, dan sifat isolator benda menyebabkan proses perpindahan panastidak dapat terjadi secara efektif terus menerus. Besar konduktivitas termal pada tubuh manusia yaitu 0,20 J/msºC. 2. Konveksi Konveksi adalah perpindahan panas melalui pergerakan zat cair atau gas. Makhluk hidup mengalami pemindahan panas dari tubuh dengan arus udara konveksi yang biasa disebut kehilangan panas secara konveksi. Panas berpindah dari kulit ke udara dan kemudian terbawa oleh arus udara konveksi. Orang yang duduk telanjang di kamar yang nyaman tanpa gerakan udara kotor, sekitar 15 persen dari total kehilangan panas tubuhnya terjadi dengan konduksi ke udara dan kemudian dengan konveksi udara dari badan. Ketika tubuh terkena angin, lapisan udara yang berdekatan dengan kulit digantikan oleh udara baru, pergerakannya jauh lebih cepat dari biasanya, dan kehilangan (pelepasan) panas secara konveksi meningkat. Efek pendinginan dari angin sekitar dengan kecepatan rendah sebanding dengan akar kuadrat dari kecepatan angin. 3. Radiasi Radiasi adalah perpindahan panas tanpa adanya kontak langsung antara sumber panas dengan daerah penerima. Pada orang yang duduk telanjang di dalam ruangan pada suhu kamar normal, dia akan kehilangan sekitar 60 persen dari total kehilangan panas dengan cara radiasi. Kehilangan panas melalui radiasi berarti kehilangan



panas



dalam



bentuk



sinar



inframerah,



jenis



gelombang



elektromagnetik. Kebanyakan panas sinar inframerah yang memancar dari tubuh memiliki panjang gelombang dari 5 hingga 20 mikrometer, 10 sampai 30 kali panjang gelombang sinar cahaya. Semua benda yang tidak pada suhu nol mutlak memancarkan sinar tersebut. Tubuh manusia memancarkan sinar panas ke segala arah dan sinar panas juga terpancar dari dinding kamar dan benda-benda lain ke arah tubuh. Jika suhu tubuh lebih tinggi dari suhu lingkungan, maka kuantitas yang panas yang terpancarakan dari dalam tubuh lebih tinggi dibandingkan panas yang dipancarkan tubuh lingkungan.



4. Evaporasi Ketika air menguap dari permukaan tubuh, dan untuk menguapkan air satu gram dibutuhkan 0,85 kalori energi panas. Ketika seseorang tidak sedang berkeringat, tanpa kita sadari air masih menguap dari kulit dan paru-paru berkisar antara 600 sampai 700ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 16 sampai 19 kalori per jam. Penguapan yang melalui kulit dan paru-paru ini tidak dapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu, karena terjadinya difusi terus-menerus molekul air melalui kulit dan permukaan pernapasan. Selama suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas dapat hilang oleh radiasi dan konduksi. Tapi ketika suhu lingkungan menjadi lebih tinggi dari suhu kulit, tubuh akan mendapatkan panas melalui radiasi dan konduksi dari lingkungan. Dalam kondisi seperti ini, satu-satunya mekanisme yang dapat dilakukan tubuh untuk mempertahankan suhu tubuh akibat masuknya panas dari lingkungan adalah melalui penguapan