1. Definisi pemindahan haba melalui pengaliran
Jika anda duduk di kerusi kayu, permukaan kerusi kayu itu menjadi panas. Sebaliknya, jika anda duduk di kerusi yang diperbuat daripada plastik atau logam, permukaan kerusi logam atau plastik tidak terasa panas selepas duduk. Mengapakah permukaan kerusi kayu itu dipanaskan, manakala permukaan kerusi logam tidak? Mengapakah tidur di atas lantai yang sejuk tanpa tilam boleh menyebabkan kesakitan? Pernahkah anda memakai jaket anti-sejuk? Mengapakah kebanyakan jaket anti-sejuk diperbuat daripada bulu? Masih terdapat banyak perkara yang boleh dipertimbangkan dan dipersoalkan berkaitan dengan subjek pemindahan haba melalui pengaliran.
Apabila satu bahagian objek bersuhu tinggi bersentuhan dengan objek bersuhu rendah, tenaga bergerak dari objek bersuhu tinggi ke bahagian objek yang bersuhu rendah. Penambahan tenaga menyebabkan atom dan molekul membuat benda bergerak lebih laju. Semasa bergerak, molekul mempunyai tenaga kinetik (KE = 1/2 mv² ) . Molekul yang bergerak lebih laju (tenaga kinetik yang lebih besar) menghentam molekul di sebelahnya. Molekul itu melanggar molekul lain di sebelahnya. Begitulah seterusnya. Jadi, molekul berlanggar antara satu sama lain sambil menggerakkan tenaga. Pemindahan haba yang berlaku melalui perlanggaran antara molekul objek dipanggil pemindahan haba melalui konduksi.
2. Persamaan pemindahan haba melalui pengaliran
Objek yang terletak di sebelah kiri mempunyai suhu yang lebih tinggi (T1) manakala objek yang terletak di sebelah kanan mempunyai suhu yang lebih rendah (T2). Disebabkan oleh perbezaan suhu (T1 - T2), haba bergerak dari objek bersuhu tinggi ke objek bersuhu rendah (arah aliran haba ke kanan). Objek yang dilalui oleh haba mempunyai luas keratan rentas (A) dan panjang (l).
Berdasarkan keputusan eksperimen, haba yang bergerak dalam selang masa tertentu (Q/t) adalah berkadar terus dengan perbezaan suhu (T1 – T2 ) ,
luas keratan rentas (A), sifat objek (k = kekonduksian terma) dan berkadar songsang dengan panjang objek. Formula untuk pemindahan haba melalui konduksi:
Penerangan: Q/t = kadar pemindahan haba, k = kekonduksian terma, A = luas keratan rentas, T1 = suhu tinggi, T2 = suhu rendah, l = panjang objek.
3. Kekonduksian terma (k)
Mengapakah kebanyakan peralatan memasak diperbuat daripada aluminium? Jika tangan kiri anda memegang seterika, tangan kanan anda memegang kaca, kemudian besi dan kaca disentuh ke api. Tangan kiri atau tangan kanan terasa lebih laju? Soalan-soalan ini dan mungkin soalan lain yang akan anda tanyakan berkaitan dengan kekonduksian terma objek. Kekonduksian terma sesuatu objek ialah keupayaan objek untuk menggerakkan haba melalui objek tersebut. Objek yang mempunyai kekonduksian terma (k) yang besar adalah konduktor haba yang baik (konduktor terma yang baik). Sebaliknya, objek yang mempunyai kekonduksian terma yang kecil adalah konduktor haba yang buruk (konduktor terma yang buruk).
4. Aplikasi pemindahan haba melalui pengaliran
Mengapakah jubin terasa lebih sejuk daripada permaidani? Jubin mempunyai kekonduksian haba yang lebih tinggi daripada permaidani. Oleh itu, jubin merupakan konduktor haba yang baik, manakala permaidani merupakan konduktor haba yang buruk. Apabila kita berjalan di atas permaidani, haba mengalir dari kaki ke arah permaidani. Ini berlaku kerana suhu badan kita lebih tinggi daripada suhu permaidani. Permaidani merupakan konduktor haba yang buruk, jadi haba yang mengalir dari kaki kita terkumpul di permukaan permaidani, jadi permaidani menjadi lebih panas. Apabila kita berjalan di atas jubin atau seramik, haba mengalir dari kaki ke jubin atau seramik. Oleh kerana jubin merupakan konduktor haba yang baik, haba tidak tersekat pada permukaan jubin. Haba mengalir dengan lancar sehingga kaki kita terasa sejuk.
Tidur di atas lantai rumah tanpa alas boleh menyebabkan kesakitan. Mengapa? Ini disebabkan oleh jumlah haba yang bergerak dari badan ke lantai. Haba ialah tenaga yang bergerak. Apabila badan anda kehilangan banyak haba, tenaga dalam badan anda berkurangan. Jika anda kekurangan tenaga, anda boleh jatuh sakit!
Apakah fungsi tingkap dan pintu? Mengapakah pintu dan tingkap perlu diperbuat daripada kayu? Pada waktu malam, suhu di luar rumah adalah lebih rendah daripada suhu udara di dalam rumah. Perbezaan suhu udara ini menyebabkan haba bergerak dari dalam rumah ke luar rumah. Oleh itu, biasanya pada waktu malam, kita menutup pintu atau tingkap. Udara yang terperangkap di bahagian dalam tingkap atau pintu berfungsi sebagai penebat yang baik. Semakin kecil kekonduksian terma sesuatu objek, semakin sukar pemindahan haba melalui konduksi melalui objek tersebut.
Selain mengekalkan status kita sebagai manusia yang beradab dan normal, pakaian juga berfungsi untuk memastikan suhu badan kita stabil. Pakaian yang kita gunakan biasanya disesuaikan dengan suhu udara. Apabila suhu udara cukup rendah, pakaian yang kita gunakan akan menjadi lebih tebal. Selimut atau pakaian yang tebal (jaket dll.) menyebabkan udara tidak dapat bergerak. Udara terperangkap di antara kulit dan jaket atau selimut. Oleh kerana terdapat perbezaan suhu antara badan kita dan udara yang terperangkap, haba bergerak dari badan ke udara. Penambahan haba dari badan menyebabkan suhu udara yang terperangkap meningkat (udara menjadi lebih panas). Nilai kekonduksian terma udara adalah minimum. Oleh itu, haba tidak dapat keluar dari badan. Suhu badan kita juga dikekalkan. Jika kita tidak menggunakan jaket apabila udara cukup sejuk, haba akan keluar dari badan kita. Lebih banyak haba yang keluar dari badan, badan akan kehilangan banyak tenaga!
