Apa yang dimaksud dengan panas berikan contoh penggunaan energi panas dalam kehidupan sehari-hari

Energi panas mengacu pada energi yang dimiliki oleh suatu benda akibat pergerakan partikel di dalam benda tersebut. Ini adalah energi kinetik internal benda, yang berasal dari gerakan acak molekul dan atom benda. Sementara molekul dan atom yang menyusun materi bergerak sepanjang waktu, saat sebuah benda memanas, kenaikan suhu membuat partikel-partikel ini bergerak lebih cepat dan bertabrakan satu sama lain. Semakin cepat partikel-partikel ini bergerak, semakin tinggi energi termal benda tersebut.

Ini dapat ditulis secara matematis sebagai hasil kali konstanta Boltzmann (kB) dan suhu absolut (T).

Energi Termal =  kB.T

Istilah “energi panas” juga dapat diterapkan pada kuantitas panas yang ditransfer atau energi yang dibawa oleh aliran panas

Energi panas (atau energi panas) dapat ditransfer dari satu benda ke benda lain melalui tiga proses

Konduksi: adalah bentuk perpindahan panas yang paling umum, yang terjadi melalui kontak fisik: Perpindahan energi internal akibat tumbukan mikroskopis partikel dan gerakan elektron di dalam tubuh.

Konveksi: adalah perpindahan panas dari satu daerah ke daerah lain oleh pergerakan fluida, seperti cairan dan gas.

Radiasi: adalah transmisi energi dalam bentuk partikel atau gelombang melalui ruang atau media. Semakin panas benda tersebut, semakin banyak energi panas yang dipancarkannya.

Berikut adalah beberapa contoh energi panas dalam kehidupan sehari-hari.

12. Energi Matahari

Matahari adalah bola plasma panas yang hampir sempurna yang mengubah hidrogen menjadi helium melalui miliaran reaksi kimia, yang pada akhirnya menghasilkan panas dalam jumlah besar. Alih-alih berada di dekat Matahari, panas memancar dari bintang dan menuju ruang angkasa.

Sebagian kecil dari energi (panas) ini mencapai bumi dalam bentuk cahaya. Sebagian besar mengandung sinar infra merah, tampak, dan ultraviolet. Perpindahan energi panas dengan cara ini disebut radiasi termal. Sementara sebagian energi panas melewati atmosfer bumi dan mencapai tanah, sebagian terhalang oleh awan atau dipantulkan oleh benda lain.

Sinar matahari yang mencapai permukaan bumi menghangatkannya. Menurut University of Oregon, seluruh Bumi menerima rata-rata 164 Watt per meter persegi selama 24 jam sehari. Ini berarti seluruh planet menerima 84 Terawatt daya.

11. Es yang Mencair

Energi panas selalu mengalir dari daerah bersuhu lebih tinggi ke daerah bersuhu lebih rendah. Misalnya, saat kita menambahkan es batu ke minuman, panasnya berpindah dari cairan ke es batu.

Suhu cairan turun saat perpindahan panas dari minuman ke es. Panas terus berpindah ke area terdingin dalam minuman hingga mencapai keseimbangan. Hilangnya panas ini menyebabkan suhu minuman turun drastis.

10. Sel Bahan Bakar

Sel bahan bakar adalah perangkat elektrokimia yang mengubah energi kimia dari bahan bakar dan gas oksidan menjadi energi listrik. Ketika sel bahan bakar beroperasi, sejumlah besar masukan digunakan untuk menghasilkan energi listrik, tetapi bagian yang tersisa diubah menjadi energi panas, tergantung pada jenis sel bahan bakar.

Panas yang dihasilkan selama proses ini dimanfaatkan untuk meningkatkan efisiensi energi. Secara teoritis, sel bahan bakar jauh lebih hemat energi daripada proses konvensional, jika limbah panas ditangkap dalam skema kogenerasi, efisiensi hingga 90% dapat dicapai.

9. Energi Panas Bumi

Energi panas bumi adalah panas yang berasal dari bawah permukaan bumi. Energi ini terkandung dalam cairan dan bebatuan di bawah kerak bumi dan dapat ditemukan jauh di dalam batuan cair panas bumi, magma. Itu dihasilkan dari peluruhan bahan radioaktif dan kehilangan panas terus-menerus dari pembentukan planet.

Suhu dan tekanan pada batas inti-mantel bisa mencapai lebih dari 4000 ° C dan 139 GPa, menyebabkan beberapa batuan meleleh dan mantel padat berperilaku seperti plastik. Hal ini menyebabkan sebagian mantel mengembang ke atas (karena batuan yang meleleh lebih ringan daripada batuan padat di sekitarnya). Uap dan / atau air membawa energi panas bumi ke permukaan planet, dari mana ia dapat digunakan untuk tujuan pendinginan dan pemanasan, atau dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik bersih.

8. Energi Panas Di Lautan

Selama beberapa dekade, lautan telah menyerap lebih dari 9/10 dari kelebihan panas atmosfer dari emisi gas rumah kaca. Menurut sebuah penelitian, lautan telah memanas dengan kecepatan 0,5 hingga 1 watt energi per meter persegi selama sepuluh tahun terakhir.

Lautan memiliki potensi luar biasa untuk menyimpan energi panas. Karena permukaannya terkena sinar matahari langsung untuk waktu yang lama, ada perbedaan besar antara suhu di perairan dangkal dan perairan dalam.

Perbedaan suhu ini dapat digunakan untuk menjalankan mesin panas dan menghasilkan listrik. Jenis konversi energi ini, yang dikenal dengan konversi energi panas laut, dapat beroperasi terus menerus dan dapat mendukung berbagai industri.

7. Kompor Tenaga Surya

Kompor tenaga surya adalah perangkat berteknologi rendah dan murah yang menggunakan energi sinar matahari langsung untuk memanaskan, memasak atau memasteurisasi minuman dan bahan makanan lainnya. Pada hari yang cerah, suhu dapat mencapai 400 ° C.

Semua kompor surya bekerja dengan tiga prinsip dasar:

Memusatkan cahaya matahari: Perangkat ini berisi permukaan cermin untuk memusatkan cahaya dari Matahari ke area memasak.

Ubah energi cahaya menjadi energi panas: Ketika cahaya jatuh pada bahan penerima (panci masak), ia mengubah cahaya menjadi panas, dan inilah yang kita sebut konduksi.

Perangkap energi panas: Tutup kaca mengisolasi udara di dalam kompor dari udara luar, meminimalkan konveksi (kehilangan panas).

6. Menggosok Tangan Bersama-sama

Saat kita menggosok kedua tangan, gesekan mengubah energi mekanik menjadi energi termal. Energi mekanik mengacu pada gerakan tangan kita.

Karena gesekan terjadi karena tarikan elektromagnetik antara partikel bermuatan di dua permukaan yang bersentuhan, menggosokkan tangan menghasilkan pertukaran energi elektromagnetik antara molekul tangan kita. Ini mengarah pada eksitasi termal molekul tangan kita, yang pada akhirnya menghasilkan energi dalam bentuk panas.

5. Mesin Kalor

Mesin kalor mengubah energi panas menjadi energi mekanik, yang kemudian dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan mekanis. Mesin mengambil energi dari panas (dibandingkan dengan lingkungan sekitar) dan mengubahnya menjadi gerakan.

Tergantung pada jenis mesinnya, proses yang berbeda diterapkan, seperti menggunakan energi dari proses nuklir untuk menghasilkan panas (uranium) atau menyalakan bahan bakar melalui pembakaran (batu bara atau bensin).

Dalam semua proses, tujuannya sama: mengubah panas menjadi kerja. Contoh sehari-hari mesin panas termasuk lokomotif uap, mesin pembakaran internal, dan pembangkit listrik tenaga panas. Semuanya didukung oleh pemuaian gas yang dipanaskan.

4. Membakar Lilin

Lilin menghasilkan cahaya dengan menghasilkan panas. Mereka mengubah energi kimia menjadi panas. Reaksi kimiawi disebut pembakaran, di mana lilin bereaksi dengan oksigen di udara dan menghasilkan gas tak berwarna bernama karbon dioksida bersama dengan sejumlah kecil uap.

Uap dihasilkan di bagian biru api, tempat lilin terbakar bersih dengan banyak oksigen. Tetapi karena tidak ada lilin yang terbakar dengan sempurna, mereka juga menghasilkan sedikit asap (aerosol) di bagian nyala api yang kuning cerah. Sepanjang proses, sumbu menyerap lilin dan terbakar untuk menghasilkan energi cahaya dan panas.

3. Pemanggang Roti Listrik

Pemanggang roti elektrik menyerap energi listrik dan mengubahnya menjadi panas dengan sangat efisien. Ini terdiri dari deretan kabel tipis (filamen) yang diberi jarak cukup jauh untuk memanggang seluruh permukaan roti. Ketika listrik mengalir melalui kabel, energi ditransfer dari satu ujung ke ujung lainnya. Energi ini dibawa oleh elektron.

Selama proses tersebut, elektron bertabrakan satu sama lain dan dengan atom di kawat logam, mengeluarkan panas. Semakin besar arus listrik dan semakin tipis kabelnya, semakin banyak tabrakan yang terjadi dan semakin banyak panas yang dihasilkan.

2. Sistem Pemanas Rumah Modern

Dua jenis sistem pemanas umum yang dipasang di gedung adalah sistem pemanas udara hangat dan air panas. Yang pertama menggunakan energi panas untuk memanaskan udara dan kemudian mengedarkannya melalui sistem saluran dan lubang pengatur panas.

Udara hangat berhembus keluar dari saluran dan bersirkulasi ke seluruh ruangan, mendorong udara dingin keluar. Sedangkan yang kedua menggunakan energi panas untuk memanaskan air dan kemudian memompanya ke seluruh gedung dalam sistem pipa dan radiator. Radiator panas memancarkan energi panas ke udara sekitarnya. Udara hangat kemudian bergerak melintasi ruangan dalam arus konveksi.

1. CPU dan Komponen Listrik Lainnya

CPU, GPU, dan sistem pada sebuah chip membuang energi dalam bentuk panas karena hambatan dalam rangkaian elektronik. GPU di laptop / desktop mengonsumsi dan membuang daya secara signifikan lebih banyak daripada prosesor seluler karena kompleksitas dan kecepatannya yang lebih tinggi.

Berbagai jenis sistem pendingin digunakan untuk menjaga mikroprosesor pada suhu optimal. Sistem pendingin CPU desktop konvensional, misalnya, dirancang untuk menghilangkan panas hingga 90 watt tanpa melebihi suhu sambungan maksimum untuk CPU desktop.