PENGETAHUAN TENTANG PANAS

Panas berbeda dengan suhu. Panas adalah salah satu bentuk energi. Panas dapat dirubah bentuknya menjadi bentuk energi lain atau sebaliknya energi lain dapat dirubah menjadi energi panas. Kapan suatu energi disebut dengan energi panas? Istilah populer energi panas adalah energi internal suatu molekul. Tetapi menurut konsep thermodinamika heat (panas) adalah perpindahan energi dari satu benda ke benda lain karena perbedaan suhu kedua benda tersebut. 

Pengaruh heat (panas) terhadap wujud benda

Semua benda dalam kondisi yang tepat yaitu pada tekanan dan suhu yang sesuai akan berbentuk padat, cair dan gas. Eksistensi energi pada molekul suatu benda dapat ditunjukan dengan suhu benda tersebut tetapi juga dapat ditunjukan dengan wujud benda tersebut. Dengan kata lain penambahan atau pengurangan panas dapat merubah bentuk benda serta suhu benda tersebut. Sebagai contoh logam akan mencair jika diberi panas yang cukup untuk mencairkannya. Fenomena yang umum kita kenal adalah mencairnya es dan mendidihnya air. Kedua kondisi tersebut adalah salah satu contoh penambahan dan pengenyahan panas terhadap suatu benda.

Jenis panas

Panas terdiri dari 2 jenis yaitu :

1. panas sensibel dan

2. panas laten. 

Panas sensibel

Panas sensibel adalah panas yang diserap atau dibuang oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah temperaturnya. Kata sensibel dipakai karena perubahan temperatur benda dapat dirasakan dengan menyentuhnya atau diukur menggunakan termometer.

Panas laten

Panas laten adalah panas yang diserap atau dibuang oleh suatu benda sehingga merubah wujud benda tersebut. Dalam bahasa latin berarti tersembunyi. Perubahan wujud benda ini tidak disertai dengan perubahan suhunya. Suatu benda akan mengalami dua perubahan wujud saat suhunya terus bertambah. Pertama perubahan bentuk padat menjadi cairan dan jika suhunya terus naik maka cairan akan berubah menjadi uap. Jika perubahan wujud benda antara padat dengan cair, panas yang mempengaruhinya disebut dengan panas laten pencairan. Jika perubahan wujud benda antara cair dengan uap, panas yang mempengaruhinya disebut dengan panas laten penguapan.

Panas sensibel pembekuan

Agar mudah memahami tentang konsep energi molekul, mempertimbangkan akibat dari panas terhadap suatu benda pada kondisi awal thermodinamika benda tersebut kita anggap nol energi. Misalkan suatu benda padat pada suhu -460^oF (nol absolut) molekul benda tidak mempunyai energi dan dalam kondisi tidak bergerak. Jika panas diberikan pada benda tersebut, molekul benda mulai bergerak perlahan dan suhunya mulai meningkat. Jika semakin banyak panas yang diberikan maka molekul benda akan semakin cepat bergerak dan suhunya semakin tinggi. Kecepatan pergerakan molekul dan suhunya sesuai dengan panas yang diserap sampai benda padat tersebut mencapai titik cair atau titik bekunya. Jumlah panas yang dibutuhkan oleh benda tersebut untuk mencapai titik cair atau titik beku dari kondisi awal (nol absolut) disebut dengan panas sensibel benda padat.

Titik cair atau titik beku

Setelah mencapai titik cair, molekul benda padat akan bergerak dengan cepat dalam struktur yang kaku dari keadaan padat. Tidak mungkin mempercepat gerakan molekul lebih lanjut atau temperatur benda padat melampaui titik ini tanpa terlebih dahulu mengatasi sebagian kekuatan saling tarik-menarik antar molekul. Oleh karena itu benda tidak bisa berwujud padat jika suhunya diatas titik cair. Jika sudah mencapai titik beku atau titik cairnya perlu tambahan panas diserap oleh benda yang akan merubah sebagian benda padat kembali ke bentuk cairan. Sebagai contoh titik cair es adalah 32^oF sedangkan titik beku air adalah 32^oF. Sedangkan tembaga mempunyai titik cair dan titik beku pada temperatur 2000^oF. Atau bisa dikatakan benda mempunyai titik cair dan beku pada temperatur yang sama. 

Panas laten pencairan atau pembekuan

Ketika panas diberikan ke benda padat pada titik cair, molekul benda padat menggunakan energinya untuk mengurangi sebagian gaya tarik-menarik antar molekul. Molekul-molekul akan terpecah, jarak antar molekul akan semakin menjauh. Benda akan kehilangan kepadatannya dan lama-kelamaan akan berubah menjadi cairan. Tarik-menarik antar molekul tergantung besarnya energi yang diperlukan untuk mengurangi gaya tarik antar molekul. Dan sebaliknya jika panas diserap oleh benda cair pada titik bekunya maka molekul benda akan semakin mendekat, kepadatan benda tersebut akan semakin padat dan lama-kelamaan cairan akan berubah menjadi benda padat. Jumlah panas yang diperlukan untuk mencairkan atau membekukan 1 pound benda disebut dengan panas laten pencairan atau pembekuan. Panas laten ini sama dengan nilai panas spesifik benda dan sesuai dengan titik beku atau titik cair benda.

Panas sensibel pencairan

Benda padat akan berubah bentuknya menjadi cairan pada titik cair benda tersebut. Suhu cairan akan meningkat jika ditambahkan sejumlah panas ke cairan tersebut. Panas yang diserap oleh cairan setelah mencair akan menambah energi kinetiknya. Gerakan molekul akan semakin cepat dan suhunya akan meningkat. Pada titik tertentu molekul akan lepas dan benda akan berubah menjadi uap. Titik ini disebut dengan suhu penguapan. Jumlah panas yang diperlukan cairan untuk mencapai suhu penguapan disebut dengan panas sensibel cairan. Suhu penguapan bisa juga disebut dengan titik didih cairan. 

Themperature (suhu)

Themperatureatau suhu adalah ukuran yang menunjukan intensitas panas suatu benda. Suhu benda yang tinggi mengindikasikan bahwa benda tersebut mengandung panas yang cukup besar dan bisa dikatakan benda tersebut panas. Sebaliknya suhu benda yang rendah mengindikasikan bahwa benda tersebut mempunyai kandungan panas yang rendah dan benda tersebut dikatakan dingin.

Thermometer

Alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda disebut dengan thermometer. Bekerjanya thermometer tergantung dari pengembangan cairan dalam thermometer tergantung naik dan turunnya suhu. Alkohol dan mercury banyak digunakan sebagai cairan dalam thermometer karena mempunyai suhu pembekuan yang rendah serta koefisien pengembangan yang konstan. Mercury mempunyai koefisien pengembangan yang lebih konstan dibandingkan dengan alkohol. Tetapi mempunyai harga yang lebih mahal dan susah untuk dilihat kenaikan dan penurunan suhunya. Sedangkan alkohol lebih murah serta dapat diberi pewarna sehingga mudah terlihat. Ada dua satuan themperature yang kita gunakan yaitu Farenheit dan Celcius.

Farenheit

Dalam derajat farenheit air membeku pada 32^oF dan mendidih pada 212^oF. Terdapat 180^oF selisih antar suhu pembekuan dengan titik didih air dalam ^oF. 

Celcius

Dalam derajat celcius air membeku pada 0^oC dan mendidih pada 100^oC. Terdapat 100^oC selisih antar suhu pembekuan dengan titik didih air dalam ^oC.

Kedua satuan temperatur tersebut dapat dikonversikan dengan rumus sebagai berikut :

^oF = 9/5^oC + 32

^oC = 5/9 (^oF – 32)

Demikian artikel mengenai heat (panas) kami buat semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan kita tentang refriegrasi. Kritik dan saran untuk kesempurnaan artikel kami berikutnya dapat disampaikan melalui web kami. 

Agus Widiyanto, S.St.Pi (Widyaiswara Pertama-BPPP Tegal)

Daftar Pustaka :

BAHAN AJAR MESIN PENDINGIN BPPP TEGAL

ROY. J. DOSSAT, PRINCIPLES OF REFRIGERATION, JOHN WILEY & SON, INC, NEW YORK AND JAPAN, 1961.

TEKNIK PENDINGIN, MODUL PLPG, KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU, 2013

WIKIPEDIA, THE FREE ENCYCLOPEDIA.

WILBERT F. STOECKER, JEROLD W. JONES, SUPRATMAN HARA, REFRIGERASI DAN PENGKONDISIAN UDARA, ERLANGGA, JAKARTA, 1994.

WIRANTO ARISMUNANDAR, HEIZO SAITO, PENYEGARAN UDARA, PT. PRADAYA PARAMITA, JAKARTA, 1980.