Konsep Peningkatan Suhu

Referensi:Jargodzki, C. P., & Potter, F. (2005). Mania Fisika. Bandung: Pakar Raya.

Pemanasan Ruangan.

pemanas ruangan

Jika kamu menghidupkan pemanasan di ruanganmu dan setelah satu jam kamu mematikannya, akankah energi total udara yang ada di dalam ruangan meningkat oleh pemanasan tersebut?

Jawaban:

Secara paradox ( berlawanan asas), jawaban yang benar adalah energi total udara di dalam ruangan ternyata tetap sama. Ketika suhu udara dinaikkan oleh pemanas, udara di dalam ruangan akan menyebar dan meloloskan sebagian kecil udara keluar melalui pori-pori dan retakkan di dinding. Kebocoran udara ini membawa serta energi yang dihasilkan oleh pemanasan.

Karena udara bertindak sebagai gas ideal, maka kandungan energi udara di dalam ruangan tidak akan tergantung pada suhu, jika tekanan udaranya tetap. Dari hubungan P.v=n.RT, kamu akan tahu bahwa penigkatan volume V  berbanding langsung dengan peningkata n suhu T, jika tekanan P tetap.

Pendingin Air Panas dan Air dingin.

Dua ember kayu yang sama (tanpa tutup) diletakkan di luar ruangan ketika udara sangat dingin. Ember A  berisi air panas dan ember B berisi air dingin dalam jumlah sama?

Di bawah kondisi tertentu, air panas akan mendingin lebih cepat daripada air dingin, bahkan air tersebut mulai membeku lebih dulu!

Pertama, perhatikan bahwa ember yang digunakan tidak mempunyai tutup, dan ingat bahwa kayu adalah konduktor termal yang sangat buruk. Argument berikut akan berikut akan berlaku untuk ember kayu, bukan ember yang terbuat dari bahan konduktor termal yang baik.

Pengaruh pendinginan yang utama merupakan evaporasi cepat dari permukaan atas dari air panas, diikuti oleh pencampuran yang signifikan antara air panas dan air yang lebih dingin, dari bagian atas sampai bagian bawah ember. Evaporasi dan konveksi menghasilkan perpindahan energi termal dengan kecepatan tinggi ke lingkungan sekitarnya jika suhu awalnya tinggi. Untuk ember-ember kayu ini, kecepatan perpindahan energi termal ini jauh lebih cepat dari kecepatan perpindahan panas yang dilakukan dengan proses konduksi melalui dinding kayu ember. Bahkan air panas dalam ember kayu akan berevaporasi sampai 26% dan menyisakan sedikit air untuk membeku.

Seperti dinyatakan sebelumnya, massa hilang dalam proses pendingingan yang disebabkan oleh evaporasi cukup besar. Contohnya: pendinginan air dari 100⁰C sampai 0⁰C akan mengurangi massanya, dan 12% lainnya akan hilang dalam pembekuan. Total massa yang hilang adalah 16%+ 12% X (100-16)= 26 %.

Contoh pada Negara-negara yang mempunyai musim dingim yaitu,

Mobil tidak boleh dicuci dengan air panas, karena air panas akan cepat membeku

Memakai Topi pada musim dingin

pemakaian topi pada musim dingin

Mengapa orang harus memakai topi pada hari yang sangat dingin?

Pendinginan tubuh sampai sebesar 30% bisa berasal dari kepala. Memakai topi bisa mengurangi proses pendinginan ini dengan sangat efektif untuk menjaga tubuh agar tetap hangat. Secara tidak sengaja, Archimides mengira bahwa kepala merupakan penghantar dingin yang baik untuk tubuh.

Sinar Matahari

Siswa seringkali bertanya-tanya bagaimana udara bisa terasa sejuk atau bahkan dingin di musim dingin walaupun matahari bersinar terang. Apa pendapatmu?

sinar matahari di pagi hari

Setidaknya ada dua faktor yang menentukan suhu udara di ketinggian beberapa meter di atas tanah, yaitu suhu tanah dan besarnya energi matahari yang diperoleh secara langsung. Pada musim dingin, tanah sudah dingin sejak semula sehingga arus udara lebih hangat yang melewati tanah akan menjadi lebih dingin.

Pada musim dingin, matahari datang pada sudut lebih kecil dari Sembilan puluh derajat terhadap permukaan tanah, sehingga besarnya energi yang dilepaskan untuk menghangatkan tanah di musim dingin lebih sedikit jika dibandingkan dengan besarnya energi yang dilepaskan di musim panas. Kedua efek ini cenderung menjaga udara luar agar tetap dingin. Angin beku dan efek lain-lain juga terjadi.

Ingat: berlawanan dengan intuisi, sinar matahari ternyata sangat sedikit pemanasan udara melalui proses penyerapan langsung.

"Gunakanlah cahaya dalam dirimu untuk meraih pandangan alamimu yang jernih"

-- Lao Tzu