Apakah Itu Prinsip Pemindahan Haba?5 min read

Haba merupakan suatu bentuk tenaga yang dipindahkan antara dua objek berbeza yang mempunyai suhu berlainan. Ia diukur dengan menggunakan SI unit iaitu Joule (J). Objek yang mempunyai suhu yang lebih tinggi akan mengalirkan haba kepada objek yang mempunyai suhu yang lebih rendah disebabkan oleh ketiadaan keseimbangan haba. Untuk makluman, suhu dan haba merupakan dua perkara yang berbeza. Suhu merupakan ukuran daripada tenaga kinetik molekul-molekul di dalam sesebuah objek. Semakin tinggi tenaga kinetik atau semakin pantas pergerakan rawak molekul-molekul itu bergerak, semakin tinggi suhu yang dicatatkan iaitu Celcius (°C) di dalam SI unit. Secara mudahnya, haba merupakan pengaliran tenaga termal disebabkan oleh perbezaan suhu pada dua jirim/objek berbeza.

Situasi Pemindahan Haba

Proses pemindahan haba berlaku di mana-mana sahaja di dalam hidup kita. Mungkin kita tidak sedar akan berlakunya proses itu kerana kita sudah anggap fenomena itu sebagai kebiasaan dalam hidup kita. Terdapat tiga situasi pemindahan haba seperti di bawah;

Situasi 1

Sebuah mangkuk yang mengandungi sup yang panas akan menjadi sejuk selepas dibiarkan untuk seketika. Hal ini demikian kerana sup panas dan mangkuk yang panas memindahkan haba ke persekitaran. Suhu sup dan mangkuk yang semakin menurun adalah petanda purata tenaga kinetik dalaman molekul-molekul juga berkurangan. Dengan ini, haba daripada sup dan mangkuk tersebut dipindahkan ke persekitaran yang lebih sejuk.

Situasi 2

Sebuah tin air minuman yang sejuk diletakkan di dalam suhu bilik. Setelah dibiarkan buat seketika, tin air minuman tersebut akan tidak menjadi sejuk dan seterusnya mempunyai suhu yang sama seperti suhu bilik. Jangan silap sangka, kesejukan daripada tin air minuman tidak akan dipindahkan ke persekitaran bukan seperti yang berlaku pada situasi 1. Namun, suhu tin air minuman meningkat kerana haba dari persekitaran dipindahkan ke dalamnya seterusnya meningkatkan tenaga kinetik dalaman. Suhu yang diukur menggunakan SI unit Celcius (°C) pada tin air minuman tersebut juga meningkat.

Situasi 3

Situasi ini adalah sambungan daripada situasi 1 dan situasi 2 iaitu selepas pemindahan tenaga telah selesai dimana sudah tiada lagi perbezaan suhu antara kedua-dua objek. Graf di bawah akan menunjukkan apa yang berlaku sebenarnya dalam situasi 3;

prinsip pemindahan haba keseimbangan

Graf ini menunjukkan bahawa selagi terdapat perbezaan suhu, selagi itulah pemindahan haba di antara dua objek akan berlaku. Selain itu, semakin lama masa di ambil maka semakin sikit perbezaan suhu di antara kedua-dua objek tersebut. Akhirnya suhu antara kedua-dua objek tersebut akan menjadi sama dan tiada pemindahan tenaga berlaku. Fenomena ini dinamakan sebagai keseimbangan termal.

Prinsip Pemindahan Haba

Termodinamik ialah merupakan salah satu cabang fizik yang juga mengkaji berkenaan haba, pemindahan haba serta ciri-cirinya. Jika anda mempunyai pemahaman termodinamik yang bagus, anda dapat menganalisis proses-proses berkaitan termodinamik lebih-lebih lagi pada peralatan kejuruteraan seperti pendingin hawa, pemanas air dan sebagainya.

Selain itu, proses pemindahan haba boleh berlaku dengan beberapa cara iaitu secara pemindahan, perolakan dan sinaran;

  • Pengaliran (conduction) – Suatu proses dimana haba mengalir melalui jirim atau pepejal ke pepejal yang lain secara bersentuhan. Sebagai contoh, kuali yang diletakkan di atas dapur memasak dan dipanaskan dengan api akan menjadi lebih panas kerana terdapat pengaliran haba.
  • Perolakan (convection) – Suatu proses dimana haba dipindahkan ker jirim yang lain secara zarah yang telah dipanaskan. Sebagai contoh, bahan makanan di dalam air atau sup yang dipanaskan dengan mendidihkan air.
  • Sinaran (radiation) – Suatu proses dimana haba dipindahkan dengan menggunakan medium gelombang elektromagnetik. Sebagai contoh, kepanasan yang dirasai apabila di siang hari adalah disebabkan oleh haba yang dipancarkan dari matahari.

Antara ketiga-tiga jenis proses ini, proses sinaran tidak memerlukan medium di tengah-tengah untuk memindahkan haba apabila dibandingkan dengan dua proses lain dimana kedua-duanya memerlukan medium untuk pemindahan haba. Kita lihat bagaimana matahari memanaskan bumi menggunakan sinaran menerusi ruang angkasa yang tiadanya medium seperti udara.

Kesan Pemindahan Haba

Selain daripada objek-objek mengalami perubahan suhu, antara kesan yang nyata kita boleh jumpa apabila berlakunya proses pemindahan tenaga ialah peralihan fasa yang dialami oleh objek-objek tersebut. Peralihan fasa-fasa ini juga menyebabkan berlakunya perubahan keadaan jirim. Boleh lihat diagram di bawah untuk rujukan;

prinsip pemindahan haba

Enam peralihan fasa disebabkan oleh proses pemindahan haba:

PeleburanPembekuanPenyejatanKondensasiPemejalwapanPemendapan
Proses dimana jirim atau objek tersebut berubah daripada pepejal kepada cecairProses dimana jirim atau objek tersebut berubah daripada cecair kepada pepejalProses dimana jirim atau objek tersebut berubah daripada cecair kepada gasProses dimana jirim atau objek tersebut berubah daripada gas kepada cecairProses dimana jirim atau objek dalam keadaan pepejal menjadi gas tanpa perlu melalui fasa cecairProses dimana jirim atau objek dalam keadaan gas menjadi pepejal tanpa perlu melalui fasa cecair

Antara aplikasi proses peralihan fasa jirim disebabkan oleh pemindahan haba seperti dandang di stesen janakuasa. Boleh rujuk artikel Bagaimanakah Dandang Berfungsi?

Bacaan Lanjut

www.byjus.com

www.greelane.com

www.physicsclassroom.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *