Pengertian panas dan suhu
Panas dan suhu adalah dua konsep yang serupa; dapat dimengerti untuk mencampurnya. Ini sebagian karena arti kata-kata ilmiah dan sehari-hari tidak selalu sama. Seseorang mungkin berkata: ‘Panas di sini tak tertahankan!’ Dan tidak ada yang akan memikirkannya. Tetapi jika seorang ilmuwan mengatakan demikian, itu akan menjadi masalah yang berbeda. Seorang fisikawan mungkin berkata: “Suhu di sini tak tertahankan!” Untuk memahami ini, kita perlu melihat apa sebenarnya arti kedua kata itu.
Suhu adalah ukuran energi gerak rata-rata (atau kinetik) dari molekul-molekul dalam zat. Suhu yang lebih tinggi berarti bahwa molekul bergerak lebih cepat. Dalam kehidupan sehari-hari, kita biasanya menggunakan Fahrenheit atau Celsius sebagai satuan pengukuran, tetapi satuan ilmiahnya adalah kelvin.
|
Perbandingan skala suhu |
Panas adalah energi total yang dimiliki oleh molekul-molekul yang bergerak ini. Ini mencakup energi gerak (kinetik) molekul dan energi potensial molekul.
Sebagian besar energi panas di Bumi awalnya berasal dari matahari, meskipun sebagian merupakan hasil radioaktivitas di Bumi.
Panas matahari adalah sumber dari sebagian besar energi panas di Bumi. |
Jadi jika zat bersuhu lebih tinggi memiliki lebih banyak energi panas, dan keduanya berkaitan dengan gerakan molekuler, apakah keduanya benar-benar berbeda? Mari kita bahas beberapa contoh mengapa perbedaan itu penting.
Transfer dan konten panas
Kandungan kalor suatu benda atau zat sangat berbeda dengan suhu. Misalnya, katakanlah Anda memiliki dua gelas air: yang kecil untuk adik laki-laki Anda dan yang besar untuk Anda. Kedua gelas air tersebut berasal dari teko yang sama di lemari es, sehingga suhunya sama.
Tetapi karena ukuran gelas air sangat berbeda, kandungan panasnya sangat berbeda. Gelas air yang lebih besar mengandung lebih banyak kandungan kalor karena, meskipun energi gerak rata-rata molekulnya sama, gelas air yang lebih besar memiliki lebih banyak panas. Karena kandungan panas adalah energi kinetik dan potensial total, gelas besar memiliki kandungan panas lebih banyak.
gerak molekul dan temperatur |
Namun, ketika para ilmuwan berbicara tentang panas, biasanya yang mereka maksud adalah perpindahan panas, bukan kandungan panas. Suhu tidak dapat dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain; suhu bukanlah energi, itu hanya ukuran panas (pergerakan molekul) suatu benda, tetapi panas dapat dipindahkan karena merupakan jenis energi. Ketika benda yang lebih panas bersentuhan dengan benda yang lebih dingin, molekul-molekulnya bertabrakan satu sama lain secara acak dan panas akan dipindahkan dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin.
Jenis perpindahan panas
Meskipun kalor dan temperatur tidak sama, perpindahan kalor menyebabkan perubahan temperatur. Ada tiga bentuk perpindahan panas: konduksi, konveksi, dan radiasi.
- Konduksi adalah perpindahan panas ketika dua benda berada dalam kontak fisik satu sama lain. Misalnya, saat Anda menyentuh permukaan yang panas dan panasnya berpindah ke tangan Anda, atau saat Anda menyentuh es batu dan es batu itu menjauh dari tangan Anda.
- Konveksi adalah perpindahan panas karena udara hangat yang naik di atas udara yang lebih dingin atau fluida panas yang naik di sekitar fluida yang lebih dingin. Contohnya adalah gerakan yang Anda lihat di dalam panci berisi air mendidih.
- Radiasi adalah perpindahan panas melalui gelombang elektromagnetik seperti cahaya, infra merah, dan ultraviolet. Radiasi adalah bentuk di mana energi panas dari matahari mencapai kita.
Ringkasan Pelajaran
Suhu adalah energi kinetik (gerak) rata-rata dari molekul-molekul dalam suatu zat, sedangkan panas adalah energi kinetik dan potensial total dari molekul-molekul tersebut. Suhu diukur dalam Fahrenheit, Celcius, atau kelvin, sedangkan panas diukur dalam joule seperti jenis energi lainnya.
Contoh mengapa ini penting adalah kenyataan bahwa benda besar dengan suhu yang sama dengan benda kecil akan memiliki kandungan panas yang lebih tinggi. Dan ketika para ilmuwan berbicara tentang panas, mereka biasanya mengacu pada transfer energi. Suhu, di sisi lain, adalah keadaan tertentu suatu zat.
Tiga cara panas dapat ditransfer adalah dengan konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas melalui kontak fisik, konveksi adalah dengan sirkulasi panas, dan radiasi adalah perpindahan panas melalui gelombang elektromagnetik.