Prinsip Kerja Pompa Kalor

Pompa kalor

Pompa kalor adalah mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (atau sumber) ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Sebagian besar teknologi pompa kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur lebih tinggi. Contoh yang paling umum adalah lemari es, freezer, pendingin ruangan, dan sebagainya.

Pompa kalor bisa disamakan dengan mesin kalor yang beroperasi dengan cara terbalik. Satu tipe yang paling umum dari pompa kalor dengan menggunakan sifat fisik penguapan dan pengembunan suatu fluida yang disebut refrigeran. Pada aplikasi sistem pemanasan, ventilasi, dan pendingin ruangan, pompa kalor merujuk pada alat pendinginan kompresi-uap yang mencakup saluran pembalik dan penukar panas sehingga arah aliran panas bisa dibalik. Secara umum, pompa kalor mengambil panas dari udara atau dari permukaan. Beberapa jenis pompa kalor dengan sumber panas udara tidak bekerja dengan baik setelah temperatur jatuh di bawah -5 ^oC (23 ^oF).

Diagram sederhana pompa kalor dengan siklus pendinginan uap bertekanan (vapor-compression refrigeration): 1) pengembunan dengan melepaskan panas; 2) saluran yang mengalami pelebaran; 3) penguapan dengan menyerap panas; 4) kompresor

Cara kerja

Berdasarkan pada hukum kedua termodinamika, panas tidak bisa secara spontan mengalir dari sumber bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur tinggi; suatu kerja dibutuhkan untuk melakukan ini. Pompa kalor berbeda dalam hal bagaimana mereka mengaplikasikan kerja tersebut untuk memindahkan panas, namun pada dasarnya pompa kalor adalah mesin kalor yang bekerja secara terbalik. Mesin kalor membuat energi mengalir dari lokasi yang lebih panas ke lokasi yang lebih dingin, menghasilkan fraksi dari proses tersebut sebagai kerja. Kebalikannya, pompa kalor membutuhkan kerja untuk memindahkan energi termal dari lokasi yang lebih dingin ke lokasi yang lebih panas.

Sejak pompa kalor menggunakan sejumlah kerja untuk memindahkan panas, sejumlah energi yang dibuang ke lokasi yang lebih panas mengandung kalor yang lebih tinggi dari pada sejumlah kalor yang diambil dari sumber dingin. Satu tipe pompa kalor bekerja dengan mengeksploitasi sifat fisik penguapan dan pengembunan fluida yang disebut refrigran. Fluida yang bekerja, pada keadaan gasnya, diberi tekanan dan disirkulasikan menuju sistem dengan kompresor. Pada satu sisi dari kompresor, di mana gas dalam keadaan panas dan bertekanan tinggi, didinginkan di penukar panas yang disebut kondenser, hingga fluida itu mengembun pada tekanan tinggi. Refrigeran yang telah mengembun melewati alat penurun tekanan yang dapat dilakukan dengan memperluas volume saluran (memperlebar saluran atau memperbanyak cabang), atau juga bisa dengan penghambat berupa turbin. Lalu, refrigeran yang berbentuk cair masuk ke sistem yang ingin didinginkan. Dalam proses pendinginan itu, refrigeran mengambil panas sehingga refrigeran kembali menguap dan sistem menjadi dingin.

Dalam sistem seperti ini, sangat penting bagi refrigeran untuk mencapai suhu tinggi ketika diberi tekanan, karena panas sulit bertukar dari fluida dingin ke lokasi yang lebih panas secara spontan. Dalam hal ini, refrigeran harus bersuhu lebih tinggi dari temperatur penukar panas. Dengan kata lain, fluida harus bertekanan rendah jika ingin mengambil kalor dari suatu sistem dan menguap, dan fluida harus bertekanan tinggi jika ingin membuang kalor dan mengembun. Hal ini sesuai dengan persamaan gas ideal yang menyatakan bahwa temperatur berbanding lurus dengan tekanan. Jika hal ini tercapai, efisiensi tertinggi akan tercapai.

READ MORE - Prinsip Kerja Pompa Kalor
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Microwave dalam bidang kesehatan

Microwave dalam bidang kesehatan

Di dunia kesehatan, microwave juga memegang peranan penting. Karakteristik yang dimanfaatkan adalah kemampuannya untuk menghasilkan energi panas. Hampir semua penggunaan microwave dalam dunia kesehatan berkaitan dengan pemanasan suatu jaringan tubuh. Prinsipnya mirip dengan microwave oven. Untuk menghancurkan tumor yang bersarang dalam tubuh,gelombang mikro diarahkan pada lokasi tumor (lokasinya bisa ditentukan menggunakan gelombang mikro juga, dengan prinsip yang sama seperti teknologi radar). Cairan tumor menyerap gelombang mikro sehingga terjadi eksitasi atom. Panas yang dihasilkannya bisa menghancurkan jaringan tumor tersebut secara tepat (tanpa melukai jaringan yang sehat). Proses ini tidak memerlukan pembedahan dan tidak sakit sama sekali.

Gambar 3 Microwave menyerang dan menghancurkan tumor

Penggunaan yang lebih dahsyat lagi adalah dalam dunia astronomi. Semua

benda yang memancarkan gelombang mikro bisa diamati dan dipelajari karakteristiknya. Semua yang memiliki temperatur di atas 0 K (-273oC atau 0o mutlak) pasti memancarkan gelombang mikro. Semakin tinggi temperaturnya semakin kuat gelombangnya. Ini berarti kita bisa mempelajari semua yang ada di jagad raya, termasuk lapisan atmosfer, ozon, planet-planet, dan bintang. Kita juga bisa memantau perubahan cuaca bumi dengan bantuan gelombang mikro ini. Alat penerima gelombang mikro yang paling sensitif adalah radiometer. Jika radiometer diarahkan ke langit, alat ini bisa berfungsi sebagai radiotelescope (teleskop yang menangkap transmisi gelombang radio). Dua radiotelescope yang paling besar adalah Arecibo di Puerto Rico dan Very Long Baseline Array (VLBA)

di New Mexico. Keduanya sangat terkenal dan pernah membintangi film Contact (Jodie Foster) sebagai alat penerima gelombang mikro yang ditransmisikan oleh makhluk luar angkasa!

READ MORE - Microwave dalam bidang kesehatan
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Prinsip Kerja Microwave Oven

Microwave OVEN

Microwave oven adalah oven yang menggunakan bantuan microwave (gelombang mikro) untuk memasak makanan. Microwave oven sendiri bisa bekerja begitu cepat dan efisien karena gelombang elektromagnetiknya menembus makanan dan mengeksitasi molekulmolekul air dan lemak secara merata (tidak cuma permukaannya saja).Gelombang pada frekuensi 2.500 MHz (2,5 GHz) ini diserap oleh air, lemak, dan gula. Saat diserap, atom tereksitasi dan menghasilkan panas. Proses ini tidak memerlukan konduksi panas seperti di oven biasa. Karena itulah prosesnya bisa dilakukan sangat cepat. Hebatnya lagi, gelombang mikro pada frekuensi ini tidak diserap oleh bahan-bahan gelas, keramik, dan sebagian jenis plastik. Bahan logam bahkan memantulkan gelombang ini. Ini memberi kesan microwave oven adalah oven pintar yang bisa memilih untuk memasak hanya makanannya saja, bukan wadahnya.

Cara kerja

Bagian utama oven microwave umumnya:

• sebuah magnetron,
• sebuah magnetron control circuit (usually with a microcontroller),
• sebuah waveguide, dan
• sebuah ruang pemasak

Oven microwave bekerja dengan memancarkan radiasi gelombang mikro, biasanya pada frekuensi 2.450 MHz (dengan panjang gelombang 12,24 cm), melalui makanan. Molekul air, lemak, dan gula dalam makanan akan menyerap energi dari gelombang mikro tersebut dalam sebuah proses yang disebut pemanasan dielektrik. Kebanyakan molekul adalah dipol listrik, yang berarti mereka memiliki sebuah muatan positif pada satu sisi dan sebuah muatan negatif di sisi lainnya, dan oleh karena itu mereka akan berputar pada saat mereka mecoba mensejajarkan diri mereka dengan medan listrik yang berubah-ubah yang diinduksi oleh pancaran gelombang mikro. Gerakan molekuler inilah yang menciptakan panas.

Pemanasan oleh oven ini sangat efektif terhadap air, namun tidak begitu dengan lemak, gula, dan es. Pemanasan microwave kadang dijelaskan salah sebagai resonansi dari molekul air, hal ini terjadi hanya pada frekuensi yang jauh lebih tinggi, di sekitar 10 Gigahertz.

READ MORE - Prinsip Kerja Microwave Oven
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Prinsip Kerja Termometer Air Raksa

TERMOMETER AIR RAKSA

Fungsi Termometer Air Raksa

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Penggunaan air raksa sebagai bahan utama thermometer karena koefisien muai air raksa terbilang konstan sehingga perubahan volume akibat kenaikan atau penurunan suhu

Pengukuran Termometer Air Raksa

Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung). Jadi pegukuran suhu celsius menggunakan suhu pencairan dan bukan suhu pembekuan.

Titik didih Celcius yaitu 0 °C (212 °F) dan titik beku pada 100 °C (32 °F). Tetapi peneliti lain -Frenchman Jean Pierre Cristin– mengusulkan versi kebalikan skala celsius dengan titik beku pada 0 °C (32 °F) dan titik didih pada 100 °C (212 °F). Dia menamakannya Centrigade.

Cara kerja Termometer Air Raksa

Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Adapun cara kerja secara umum adalah sbb ;

1. Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi awal.

2. Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa dengan perubahan volume.

3. Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.

4. Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.

READ MORE - Prinsip Kerja Termometer Air Raksa
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO