Panas

Panas atau bahang, atau kalor dalam istilah fisika, adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI untuk panas adalah joule. Panas dalam bahasa Indonesia juga berarti suhu yang tinggi.^[1]

Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah.^[2]^[3] Setiap benda memiliki energi dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau molekul penyusunnya.

Energi dalam ini berbanding lurus terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandengan, mereka akan bertukar energi internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang tertukar. Kesalahan umum untuk menyamakan panas dan energi internal. Perbedaannya adalah panas dihubungkan dengan pertukaran energi internal dan kerja yang dilakukan oleh sistem. Mengerti perbedaan ini dibutuhkan untuk mengerti hukum pertama termodinamika.

Radiasi inframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam suhu ruangan atau di atasnya akan memancarkan radiasi kebanyakan terpusat pada rentang inframerah-tengah (lihat badan hitam).

Notasi

Ketika suatu benda melepas panas ke sekitarnya, Q < 0. Ketika benda menyerap panas dari sekitarnya, Q > 0. Jumlah panas, kecepatan penyaluran panas, dan fluks panas semua disimbolkan dengan perbedaan permutasi huruf Q. Mereka biasanya diganti dalam konteks yang berbeda.

Jumlah panas dinotasikan sebagai Q, dan diukur dalam joule dalam satuan SI.

Q = m c Δ t {\displaystyle {\frac {}{}}Q=mc\Delta t} ${\frac {}{}}Q=mc\Delta t$

di mana

Q {\displaystyle {\frac {}{}}Q} ${\frac {}{}}Q$ adalah banyaknya kalor (jumlah panas) dalam joule

m {\displaystyle {\frac {}{}}m} ${\frac {}{}}m$ adalah massa benda dalam kg

c {\displaystyle {\frac {}{}}c} ${\frac {}{}}c$ adalah kalor jenis dalam joule/kg °C, dan

Δ t {\displaystyle {\frac {}{}}\Delta t} ${\frac {}{}}\Delta t$ adalah besarnya perubahan suhu dalam °C.

Kecepatan penyaluran panas, atau penyaluran panas per unit, ditandai

Q ˙ = d Q d t {\displaystyle {\dot {Q}}={dQ \over dt}} ${\dot {Q}}={dQ \over dt}$

untuk menandakan pergantian per satuan waktu. Dalam Unicode, adalah Q̇, meskipun ada kemungkinan tidak dapat ditampilkan secara benar di seluruh browser. Diukur dalam unit watt.

Flux panas didefinisikan sebagai jumlah panas per satuan waktu per luas area, dan disimbolkan q, dan diukur dalam watt per meter². Juga biasanya dinotasikan sebagai Q″ atau q″ atau

Q ˙ ″ . {\displaystyle {\dot {Q}}''.} ${\dot {Q}}''.$

Perubahan suhu

Jumlah energi panas, Δ Q {\displaystyle \Delta Q} $\Delta Q$ , dibutuhkan untuk mengatur suhu suatu material dari suhu awal, T₀, ke suhu akhir, T_f tergantung dari kapasitas panas bahan tersebut menurut hubungan:

Δ Q = ∫ T 0 T f C p d T . {\displaystyle \Delta Q=\int _{T_{0}}^{T_{f}}C_{p}\,dT.} $\Delta Q=\int _{T_{0}}^{T_{f}}C_{p}\,dT.$

Kapasitas panas tergantung dari jumlah material yang bertukar panas dan properti bahan tersebut. Kapasitas panas dapat dipecah menjadi beberapa cara berbeda. Pertama-tama, dia dapat dipresentasikan sebagai perkalian dari masa dan kapasitas panas spesifik (lebih umum disebut panas spesifik:

C p = m c s {\displaystyle C_{p}=mc_{s}} $C_{p}=mc_{s}$

atau jumlah mol dan kapasitas panas molar:

C p = n c n . {\displaystyle C_{p}=nc_{n}.} $C_{p}=nc_{n}.$

Molar dan kapasitas spesifik panas bergantung dari properti fisik dari zat yang dipanasi, tidak tergantung dari properti spesifik sampel. Definisi di atas tentang kapasitas panas hanya bekerja untuk benda padat dan cair, tetapi untuk gas mereka tak bekerja pada umumnya.

Kapasitas panas molar dapat dimodifikasi bila perubahan suhu terjadi pada volume tetap atau tekanan tetap. Bila tidak, menggunakan hukum pertama termodinamika dikombinasikan dengan persamaan yang menghubungkan energi internal gas tersebut terhadap suhunya.