(3263 produk tersedia)
Hampir semua peralatan dan perlengkapan di rumah dan lingkungan kerja dirancang untuk mentransfer panas atau menghindarinya. Beberapa logam digunakan dalam peralatan listrik karena meningkatkan **konduksi panas**, yaitu perpindahan panas dari satu bagian zat ke bagian lainnya.
Contoh konduktor panas yang baik adalah tembaga, aluminium, kuningan, dan baja tahan karat. Lainnya adalah besi cor, baja karbon, titanium, dan paduan nikel. Logam konduktor panas yang buruk termasuk bahan yang menghalangi perpindahan panas dan permukaan yang dingin seperti wol kaca.
Berikut adalah pembahasan yang lebih rinci tentang masing-masing:
Logam Konduktor Panas yang Baik
Logam konduktor panas yang baik adalah bahan transfer panas dan memasak yang sangat baik. Kapasitas panas spesifik logam ini berkisar sekitar 0,3854 kJ/kg, menjadikannya ideal untuk panci, wajan, kumparan pemanas, dan penukar panas industri yang banyak digunakan.
Tembaga adalah logam pemanas alat masak kelas premium karena, seperti aluminium, ia mentransfer panas secara merata dan efisien. Tembaga banyak dicampur dengan logam lain, termasuk seng, kuningan, dan stainless, untuk berbagai aplikasi industri. Penggunaan tambahan alat masak tembaga meliputi elektrolisis, kabel, dan pembuatan paduan. Di sisi lain, aluminium adalah logam ringan dengan konduktivitas listrik dan termal yang baik. Aluminium lebih disukai untuk metode memasak yang cepat panas.
Baja karbon sebagian besar terbuat dari besi, seperti besi cor, tetapi memiliki kepadatan lebih rendah, berat lebih ringan, dan mudah untuk bermanuver. Alat masak yang terbuat dari baja karbon membutuhkan beberapa bumbu; ketika dibumbui, baja karbon memberikan permukaan anti lengket yang sama seperti besi cor. Produsen penukar panas menggunakan kuningan. Logam ini tahan lama, tahan terhadap korosi dari air, dan bagus untuk transfer panas. Baja tahan karat menggabungkan besi, karbon, nikel, dan kromium. Hasilnya adalah logam yang berkinerja baik, tahan terhadap karat dan korosi, dan menghantarkan panas dengan buruk. Baja tahan karat tidak berkarat di tempat basah seperti beberapa logam lainnya. Karena baja tahan karat tidak bersifat magnet, baja tahan karat tidak akan menahan kotoran yang dapat mencemari air. Terakhir, alat masak besi cor memanas secara tidak merata dan cenderung berat. Setelah alat masak besi cor panas, ia tetap panas untuk waktu yang lama.
Logam Konduktor Panas yang Buruk
Konduktor yang buruk adalah bahan isolasi yang digunakan untuk mengurangi transfer energi. Logam bertindak sebagai isolator untuk mencegah kehilangan panas. Bahan isolasi termasuk wol kaca, fiber glass, rami, dan aerogel.
Wol kaca, juga disebut isolasi fiber glass, diproduksi ketika kaca cair dipotong menjadi untaian. Wol kaca memiliki beberapa kegunaan industri, seperti mengisolasi boiler, pipa uap, dan pipa air. Pipa fiber glass tembus cahaya dan memiliki interior yang halus. Produsen mencampurnya dengan resin, kaca yang dihancurkan, dan kapur. Produk tersebut menghasilkan bahan yang kuat dan tahan lama dengan konversi hidrolik yang rendah dan kekuatan tangensial yang tinggi.
Aerogel adalah salah satu bahan padat dengan kepadatan terendah di dunia dan bahan paling keren yang pernah dibuat. Aerogel memiliki kemampuan isolasi 39% lebih baik daripada bahan lainnya. Aerogel digunakan di pesawat ulang-alik untuk menjaga panas dan populer dikenal sebagai "asap beku." Bahan ini ringan, dan gelnya diganti dengan udara. Suhu lingkungan rami jauh lebih tinggi daripada suhu normal, dan konduktivitas termalnya jauh lebih rendah daripada sebagian besar bahan isolasi alternatif.
Difusivitas Termal
Kemampuan panas untuk berdifusi melalui logam disebut difusivitas termal. Ini menunjukkan seberapa cepat panas dibawa melalui zat logam tertentu. Difusivitas termal memiliki dampak yang signifikan pada seluruh konduktivitas panas logam. Persamaan untuk difusivitas termal adalah sebagai berikut:
Difusivitas termal = (konduktivitas termal) / (densitas × kapasitas panas spesifik)
Densitas
Massa per satuan volume suatu bahan disebut densitas. Logam menunjukkan rentang densitas yang luas, dari logam ringan seperti magnesium dan aluminium hingga logam berat seperti tungsten dan emas. Densitas memiliki dampak pada konduktivitas termal suatu bahan. Umumnya, bahan dengan densitas lebih rendah mentransfer panas lebih sedikit.
Kapasitas Panas Spesifik
Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu satuan massa suatu zat sebesar satu derajat disebut kapasitas panas spesifik. Ahli metalurgi umumnya menganggap kapasitas panas spesifik sebagai variabel vital karena memengaruhi seberapa cepat dan efisien suatu bahan menyerap dan mengirimkan panas. Logam yang memiliki kapasitas panas spesifik yang lebih rendah memanas lebih cepat dan mengirimkan panas lebih efektif.
Peralatan dan alat memasak logam konduksi panas biasanya mudah dipelihara. Mengikuti kiat-kiat dasar dapat menjaga peralatan dalam kondisi baik dan tahan lama.
Bersihkan permukaan secara teratur.
Langkah pertama dalam pemeliharaan adalah membersihkan permukaan peralatan logam konduksi panas aftermarket secara teratur. Kotoran, minyak, sisa makanan, dan kotoran lainnya harus dibersihkan untuk memastikan transfer panas dan kebersihan yang baik. Menggunakan air sabun hangat dan spons lembut untuk membersihkan dapat mencegah goresan pada permukaan. Hindari menggunakan pisau tajam atau sikat keras untuk menghilangkan noda membandel. Untuk alat logam konduksi panas, pembersihan secara teratur dapat mencegah penumpukan kotoran, menjaga konduktivitas panas yang baik, dan memastikan keselamatan dan kebersihan pengguna.
Jaga lingkungan penyimpanan yang tepat.
Logam konduksi panas membutuhkan lingkungan penyimpanan yang sesuai. Idealnya, menyimpannya di tempat yang kering, berventilasi, dan sejuk membantu menghindari kelembapan tinggi atau lingkungan bersuhu tinggi. Kelembapan yang berlebihan dapat menyebabkan oksidasi dan korosi, sedangkan suhu tinggi dapat merusak integritas dan sifat logam konduksi panas. Jauhkan dari sumber panas langsung dapat mencegah kerusakan bengkok atau retak. Selain itu, menyimpan peralatan dan alat secara wajar dapat menghindari risiko benturan dan goresan, menjaga peralatan tetap dalam kondisi baik untuk waktu yang lama.
Peralatan Masak:
Pembuat peralatan dapur memanfaatkan konsep konduksi panas untuk membuat barang-barang memasak seperti wajan, panci, dan pisau. Barang-barang tersebut terbuat dari logam seperti aluminium dan baja tahan karat yang membawa panas secara merata untuk memasak makanan secara konsisten.
Penukar Panas Industri:
Industri seperti penyulingan minyak bumi dan pengolahan kimia, menukar panas antara fluida dan udara menggunakan penukar panas. Perangkat ini memiliki tabung dan sirip yang terbuat dari logam yang menghantarkan panas secara efektif. Ini mendorong aliran proses industri yang baik.
Elektronik:
Perangkat seperti smartphone dan komputer menggunakan logam konduksi panas untuk menyebarkan panas yang dihasilkan oleh CPU dan komponen lainnya selama pengoperasian untuk mencegah panas berlebih. Untuk tujuan ini, perusahaan menggunakan bahan antarmuka termal (TIM), yang menciptakan hubungan antara sumber panas dan heatsink.
Aplikasi Dirgantara:
Dalam teknik dirgantara, logam yang mendorong aliran panas sangat penting untuk membuat bagian pesawat ruang angkasa seperti satelit dan roket. Logam seperti tembaga populer karena mendorong transfer panas yang baik. Logam konduksi panas juga membantu dalam sistem manajemen termal untuk mengontrol fluktuasi suhu pesawat ruang angkasa saat berada di luar angkasa.
Alat Medis:
Produsen menggunakan logam yang menghantarkan panas ketika membuat instrumen seperti alat bedah dan peralatan diagnostik. Transfer panas yang baik meningkatkan pengukuran dan kontrol yang akurat, terutama pada perangkat seperti sterilizer dan inkubator.
Memilih konduktor panas logam yang sesuai untuk aplikasi apa pun bisa menjadi tugas yang cukup sulit, tetapi dengan beberapa kiat terarah, hal itu dapat dilakukan dengan mudah. Saat membeli konduktor panas logam, penting untuk memahami aplikasi apa yang membutuhkannya. Konduktor dapat digunakan dalam peralatan dapur, elektronik, konstruksi, dan bahkan gelanggang es. Mengidentifikasi aplikasi dan menentukan jenis konduktor apa yang dibutuhkan akan membuat pembelian lebih mudah.
Penting juga untuk meneliti jenis konduktor spesifik yang paling sesuai untuk tujuan yang dimaksudkan. Tidak semua konduktor panas logam kompatibel dengan setiap perangkat elektronik, alat dapur, atau bahan konstruksi. Ini membawa kita ke poin selanjutnya: kompatibilitas. Konduktor panas logam baru harus kompatibel dengan konstruksi atau perangkat elektronik yang dimaksudkan untuk meningkatkan transfer panas di dalamnya. Jika ragu, konsultasikan dengan ahli untuk memandu keputusan dan membantu dengan rekomendasi.
Anggaran adalah faktor lain yang akan memengaruhi pilihan akhir konduktor panas. Sementara beberapa logam, seperti tembaga, adalah konduktor panas yang luar biasa, mereka juga cenderung berada di ujung atas bagan harga. Jika tembaga tidak sesuai anggaran, alternatif lain, seperti aluminium dan baja, dapat dieksplorasi, tergantung pada aplikasinya.
Terakhir, penjual dan pemasok menawarkan berbagai jenis logam, spesifikasi, dan harga. Pertimbangkan reputasi penjual dan sertifikasi produk untuk memastikan bahwa apa yang dibeli adalah konduktor panas logam sebenarnya yang akan melakukan tugasnya.
T1: Bagaimana konduksi panas bekerja dalam logam?
J1: Dalam padatan, atom dikemas rapat bersama, dan ketika satu atom bergetar karena panas, ia menyebabkan atom di sebelahnya bergetar. Proses berlanjut dengan lebih banyak atom bergetar di sekitar sumber panas. Beginilah cara panas melakukan perjalanan dalam logam melalui getaran atom.
T2: Logam apa yang memiliki konduksi panas terbaik?
J2: Perak memiliki konduktivitas termal tertinggi dari semua logam. Namun demikian, terlepas dari konduktivitas termalnya yang luar biasa, perak bukan logam yang paling banyak digunakan dalam aplikasi seperti penukar panas, alat masak, dan komponen elektronik, karena harganya yang mahal. Tembaga digunakan sebagai gantinya karena memiliki konduktivitas termal yang sangat baik dan lebih terjangkau. Logam lain dengan konduktivitas termal yang baik termasuk aluminium, kuningan, dan perunggu.
T3: Apa yang menentukan berapa banyak panas yang dapat dilakukan logam?
J3: Beberapa faktor memengaruhi kemampuan logam untuk menghantarkan panas. Ini termasuk struktur atom dan ikatan, suhu, kemurnian, dan keberadaan pengotor dan cacat. Seperti yang dibahas sebelumnya, logam dengan struktur kisi kubus berpusat badan memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah. Selain itu, logam yang sangat teratur juga memiliki konduktivitas termal yang lebih baik daripada logam dengan susunan atom yang tidak teratur. Selain itu, ketika suhu meningkat, atom bergetar lebih banyak, dan konduksi panas meningkat. Namun, ketika suhu menjadi terlalu tinggi, konduktivitas termal dapat menurun karena peningkatan pergerakan pengotor dan cacat.
T4: Apa perbedaan antara konduksi panas dan konduktivitas termal?
J4: Konduksi panas adalah proses di mana panas melakukan perjalanan dalam bahan, sedangkan konduktivitas termal adalah pengukuran seberapa baik suatu bahan akan menghantarkan panas. Logam seperti tembaga dan perak memiliki konduktivitas termal yang tinggi, sedangkan konduktor yang buruk seperti karet dan kayu memiliki konduktivitas termal yang rendah.