Selain apa yang sudah Anda pelajari di sekolah, mungkin Anda belum terlalu familiar dengan energi termal atau thermal energy.
Padahal, bentuk energi ini sebenarnya ada di sekitar kita kapan pun dan di mana pun.
Mulai dari sarapan sepiring nasi di pagi hari hingga mandi air hangat sebelum tidur, hampir semua aktivitas kita melibatkan energi termal.
Dalam artikel ini, mari kita pelajari lebih dalam apa itu energi termal dan berbagai contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
Apa itu Energi Termal?
Energi termal adalah keseluruhan energi yang dimiliki oleh partikel dalam sebuah entitas fisik.
Total energi termal, terutama secara kinetik, menunjukkan besarnya energi sistem.
Meskipun kita sering menganggap energi termal dan energi panas sebagai hal yang sama, tetapi keduanya memiliki perbedaan.
Energi termal berasal dari pergerakan molekul dalam suatu substansi atau objek. Setiap objek memiliki energi termal.
Contoh, matahari mempunyai energi yang bersumber dari energi termal akibat reaksi fusi.
Sedangkan, energi panas merupakan energi termal yang berpindah dari sebuah objek ke objek yang lain.
Contohnya, thermal energy matahari berpindah ke Bumi melalui proses radiasi sehingga kita dapat merasakan energi panas tersebut.
Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa energi panas merupakan aliran energi termal.
Ketika radiasi tersebut mengenai permukaan Bumi, thermal energy dari matahari berpindah ke objek-objek di Bumi, seperti tanah, air, dan udara, menyebabkan peningkatan suhu.
Temperatur adalah konsep yang berbeda dari kedua energi sebelumnya.
Temperatur merupakan ukuran seberapa panas atau dingin suatu objek pada waktu tertentu. Namun, temperatur sendiri tidak dapat menghasilkan pekerjaan tanpa adanya energi.
Hanya ketika ada perpindahan energi antara dua objek dengan temperatur berbeda, energi baru bisa bermanfaat untuk melakukan pekerjaan.
Bagaimana Perpindahan Thermal Energy Terjadi?
Thermal energy dapat berpindah dalam bentuk energi panas melalui tiga cara berikut:
1. Konveksi
Konveksi membutuhkan cairan atau gas untuk melakukan transfer energi panas.
Contohnya, ketika kita merebus telur dalam air, terjadi pergerakan massa air itu sendiri.
Proses tersebut menyebabkan panas tersebar merata, yang akhirnya membuat telur matang.
2. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas dalam sebuah objek secara internal.
Contohnya, ketika kita merebus telur menggunakan panci, panas dari panci akan berpindah ke pegangannya.
Berbeda dengan konveksi, konduksi tidak melibatkan perpindahan fisik zat, namun antar partikel di dalam material langsung.
3. Radiasi
Radiasi tidak membutuhkan medium atau objek perantara untuk melakukan perpindahan thermal energy.
Contoh paling umum adalah matahari, di mana energi dari matahari berpindah melalui gelombang elektromagnetik.
Dengan demikian, kita dapat merasakan kehangatan sinar matahari secara langsung saat hari cerah.
Contoh Energi Termal
Dalam sehari-hari, terdapat berbagai kegiatan yang melibatkan thermal energy yaitu:
- Memasak air: Proses merebus air membutuhkan thermal energy agar temperatur air naik, air mendidih, kemudian matang.
- Menyetrika pakaian: Untuk melicinkan pakaian yang kusut, kita akan menyalurkan energi panas dari setrika ke pakaian, sehingga pakaian menjadi rapi.
- Memanggang roti: Agar matang, alat pemanggang roti menggunakan energi panas yang berasal dari listrik, sehingga roti menjadi kering dan gurih.
- Es yang mencair: Dalam sebuah minuman, energi panas berpindah dari minuman ke es, menyebabkan es mencair.
- Gesekan antar benda: Ketika beberapa barang bergesek antar satu sama lain, energi mekanik berubah menjadi energi panas. Misalnya, saat menggosok baju, hasil gosokan akan terasa hangat.
Selain itu, contoh bentuk lainnya adalah:
1. Energi Termal Solar
Manusia mendapatkan energi termal surya melalui pengumpulan sinar matahari ke suatu alat penerima menggunakan reflektor.
Sinar matahari yang terkonsentrasi ini dapat meningkatkan panas hingga lebih dari 100 kali lipat dari intensitas normalnya.
Energi ini bermanfaat untuk menaikkan suhu fluida dalam tabung sehingga turbin penghasil listrik bergerak.
Energi ini termasuk energi terbarukan, namun memerlukan lahan yang sangat luas dan biayanya mahal.
2. Energi Geotermal
Energi ini tersimpan di dalam kerak bumi dalam bentuk panas yang dihasilkan oleh proses alami bumi.
Untuk mendapatkan energi ini, kita harus melakukan pengeboran untuk menemukan reservoir air panas di bawah permukaan bumi, yang kemudian berguna untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.
3. Energi Termal Laut
Ketidaksamaan tinggi temperatur air laut yang berada di permukaan dan kedalaman menghasilkan ocean thermal energy conversion.
Air laut yang hangat di permukaan laut menguapkan cairan di bawahnya yang memiliki titik didih rendah sehingga kita dapat menggunakan uapnya untuk menggerakkan turbin.
Rumus Energi Termal
Rumus energi ini sangat berhubungan dengan rumus kalor.
Ehermal energy adalah terkandung dalam suatu benda karena gerakan partikel-partikelnya. Sementara, kalor adalah bentuk thermal energy yang berpindah akibat perbedaan suhu.
Rumus untuk menghitung kalor (Q) adalah:
Q = m.c.ΔT
Rumus kalor tersebut adalah salah satu cara untuk menghitung perubahan thermal energy suatu benda ketika terjadi perubahan suhu.
Selain itu, perubahan fase dari zat juga melibatkan thermal energy.
Berikut adalah rumus untuk menghitung thermal energy ketika terjadi perubahan zat yang memiliki fase padat menjadi cair:
Q = m x L
Energi termal ditambahkan untuk mengatasi ikatan antar molekul tanpa mengubah suhu zat tersebut
Sedangkan, thermal energy yang dibutuhkan untuk mengubah fase zat dari cair menjadi gas dapat dihitung dengan rumus:
Q = m x U
Sama seperti pada proses peleburan, kalor diperlukan untuk mengatasi ikatan antar molekul cair sehingga molekul tersebut berpindah ke fase gas.
Keterangan:
Q = Banyak kalor (J)
m = Massa benda (kg)
c = Kalor jenis zat (J/kg⁰C)
ΔT = Perubahan suhu (⁰C)
L = Kalor lebur zat (J/K)
U =Kalor uap zat (J/K)
Kesimpulan
Energi termal berperan dalam banyak aktivitas sehari-hari, seperti memasak atau menyetrika pakaian.
Thermal energy juga dapat diperoleh dari sumber-sumber alam seperti matahari, bumi, dan laut, yang digunakan dalam teknologi terbarukan.
Rumus energi ini berkaitan dengan perhitungan kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu atau fase suatu benda.
Tahukah Anda, bahan bakar menyimpan energi kimia yang dilepaskan dalam bentuk thermal energy saat terjadi reaksi pembakaran.
Energi ini kemudian dapat digunakan untuk berbagai keperluan, salah satunya adalah menggerakkan kendaraan.
Solar Industri menyediakan beberapa produk bahan bakar mulai dari bio solar hingga bahan bakar kapal laut untuk kebutuhan perusahaan dari berbagai bidang industri.
Kontak kami sekarang!
