Konduksi adalah metode perpindahan panas yang terjadi melalui benda padat, seperti jenis logam. Proses ini diatur oleh Hukum Fourier, yang menyatakan bahwa laju aliran panas sebanding dengan gradien suhu dan area permukaan melalui mana panas mengalir.
Bayangkan skenario berikut: Anda memiliki dua batang homogen yang sama dengan luas penampang yang sama dan terbuat dari material yang sama. Kedua batang tersebut diberikan selisih suhu yang sama di antara dua ujungnya. Dalam hal ini, perbedaan utama antara kedua batang adalah panjangnya. Satu batang lebih panjang daripada yang lain. Lalu, bagaimana perlakuan panas di masing-masing batang dalam keadaan stasioner?
Hukum Fourier dalam Konteks
Untuk memahami skenario ini, mari kita kembali ke Hukum Fourier. Daya atau Laju Aliran Kalor (P) dalam konduksi bisa dinyatakan dalam persamaan berikut:
P = k*A*(ΔT/d)di mana:
- P adalah laju aliran kalor
- k adalah konduktivitas termal bahan
- A adalah luas penampang melalui mana panas mengalir
- ΔT adalah perbedaan suhu antara dua ujung benda
- d adalah jarak (dalam hal ini, panjang batang)
Masalah yang diuraikan di atas menyatakan bahwa k, A, dan ΔT adalah konstan untuk kedua batang; dengan kata lain, keduanya memiliki konduktivitas termal yang sama, luas penampang yang sama, dan perbedaan suhu yang sama.
Perbedaan utama antara kedua batang adalah panjangnya (d). Dalam hal ini, d yang lebih besar akan menunjukkan adanya batang yang lebih panjang, sedangkan d yang lebih kecil akan menunjukkan batang yang lebih pendek.
Sejak laju aliran kalor memiliki hubungan terbalik dengan jarak (dalam hal ini, jarak berarti panjang batang), maka dapat disimpulkan bahwa laju aliran kalor pada batang yang lebih panjang akan lebih rendah dibandingkan dengan laju aliran kalor pada batang yang lebih pendek.
Jadi, jawabannya apa?
Sejalan dengan Hukum Fourier, dalam keadaan stasioner, laju aliran kalor pada batang yang lebih panjang akan lebih rendah dibanding dengan laju aliran kalor pada batang yang lebih pendek, asalkan semua kondisi lainnya (konduktivitas termal, luas penampang, dan perbedaan suhu) sama antara kedua batang tersebut.
