Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas Dan Listrik Yang Baik?,Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas Dan Listrik Dengan Sangat Baik?

Cahaya & Listrik: Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas dan Listrik yang Baik?

Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas Dan Listrik Yang Baik?,Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas Dan Listrik Dengan Sangat Baik?

Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas dan Listrik yang Baik?

Konduksi termal adalah jenis perpindahan panas di mana panas ditransfer melalui tubuh dari daerah yang suhunya lebih tinggi ke daerah yang suhunya lebih rendah. Konduktivitas termal zat berbeda. Ada konduktor panas yang baik dan buruk.

Logam merupakan konduktor panas yang baik.

Konduksi panas terjadi di dalam tubuh hanya ketika ada area dengan suhu yang berbeda. Kalor selalu berpindah dari daerah yang suhunya lebih tinggi ke daerah yang suhunya lebih rendah. Jika tubuh dibiarkan sendiri, suhu secara bertahap akan menyamakan. Panas yang ditransmisikan melalui tubuh tergantung dari:  

  • Zat yang membuat tubuh,
  • Luas penampang tubuh,
  • Perbedaan suhu,
  • Panjang (dimensi) tubuh,
  • Waktu.

Konduktivitas termal adalah konstanta material. Tergantung pada nilai konstanta material ini, perbedaan dibuat antara konduktor panas yang baik dan buruk.

Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas Dan Listrik Yang Baik?,Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas Dan Listrik Dengan Sangat Baik?
Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas dan Listrik yang Baik?

Semua logam, terutama perak, tembaga, emas dan aluminium, adalah konduktor panas yang baik. 

Hampir semua plastik, kayu, air, kaca dan, di atas segalanya, udara adalah konduktor panas yang buruk. 

Air adalah penghantar panas yang buruk.

Konduksi panas juga dapat terjadi dari satu zat ke zat lain. Panas kemudian berpindah dari satu zat ke zat lain. Ini dikenal sebagai perpindahan panas. Panas dipindahkan, misalnya, dari permukaan pemanas imersi ke air di sekitarnya. Contoh lain adalah perpindahan panas dari dasar panci ke makanan di dalamnya.

  • Pernahkah teman-teman mengambil sendok dari cangkir cokelat panas atau teh atau minuman panas lainnya?
  • Apakah teman-teman menemukan bahwa sendok itu terlalu panas untuk dipegang, sehingga teman-teman harus menjatuhkannya?
  • Apakah teman-teman membakar jari-jari teman-teman?

Jika teman-teman belum pernah melakukan ini, jangan mencobanya sekarang.

Tetapi jika teman-teman telah melakukan ini, maka teman-teman menemukan cara yang sulit bahwa panas dapat merambat melalui beberapa bahan padat, seperti logam. Ketika panas bergerak dengan cara ini, kita mengatakan bahwa panas dilakukan. Dalam minuman panas, panas dilakukan dari cairan ke sendok logam.

  • Mengapa gagang sendoknya begitu panas?

Atom-atom dalam mangkuk sendok bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan lebih keras saat memanas. Semakin cepat atom bergetar semakin panas sendok menjadi. Atom-atom di bagian bawah sendok kemudian menabrak atom logam sedikit lebih jauh ke atas sendok. Atom-atom ini kemudian menabrak tetangga mereka lebih jauh dan mulai bergetar. Segera, semua atom dalam sendok bergetar lebih cepat.

Saat gagang sendok dingin, atom-atom dalam logam bergetar perlahan.

Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas Dan Listrik Yang Baik?,Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas Dan Listrik Dengan Sangat Baik?
Insulators | Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas dan Listrik yang Baik?

Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas dan Listrik dengan Sangat Baik?

Logam adalah konduktor panas dan listrik terbaik karena mengandung banyak elektron bebas. Diketahui bahwa inti positif mengikat elektron negatif ke atom. Gaya yang digunakan untuk mencapai ini disebut gaya Coulomb.

Gaya Coulomb menjadi lebih lemah dengan bertambahnya jarak.

Dengan demikian kita dapat menyimpulkan bahwa gaya yang ditempati elektron meningkat ketika penutupan menjadi lebih lemah, dan tentu saja terlemah ketika elektron ditarik ke kulit terluar atau yang disebut kulit valensi.

Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas Dan Listrik Yang Baik?,Mengapa Logam Dapat Menghantarkan Panas Dan Listrik Dengan Sangat Baik?
Elektron | Mengapa Logam Merupakan Penghantar Panas dan Listrik yang Baik?

Elektron-elektron ini tertarik dengan sangat lemah sehingga mereka berhasil melepaskan diri dan membebaskan diri dari atom.

Oleh karena itu mereka disebut elektron bebas.

Apa yang bertanggung jawab atas kecenderungan logam untuk kehilangan elektron valensinya adalah ukuran atomnya yang besar dan kekurangan elektron valensinya sendiri. Setiap atom logam menghasilkan satu atau dua elektron bebas, dan sepotong logam apa pun mengandung sejumlah besar atom. Lembaran logam penuh dengan elektron bebas, dan elektron bebas inilah yang menyebarkan panas dan arus yang mengalir melaluinya.

Bagaimana Elektron Bebas Menyebarkan Listrik dan Panas

Misalnya, jika kita menghubungkan kabel tembaga ke baterai, kutub positif menarik elektron bebas negatif. Gaya tiba-tiba yang diberikan oleh medan listrik membuat mereka berputar dan menabrak dengan keras dengan kecepatan yang luar biasa. Efek domino mengikuti.

Dengan cara yang sama, panas dilakukan melalui logam. Sumber energi panas tidak lebih dari sumber energi kinetik. Ketika kita menerapkan sumber panas ke suatu material, itu mentransfer energi kinetik ke atom-atom material. Energi kinetik ini dengan penuh semangat menempatkan atom pada tempatnya. Semakin tinggi panasnya, semakin kuat getarannya.

Senyawa ionik juga menghantarkan panas ketika ion bergoyang pada posisinya. Namun, senyawa ionik dicirikan oleh susunan atau struktur geometris yang sangat simetris. Mereka goyah, tetapi gerakan mereka sangat dibatasi oleh struktur ini.

Logam murni, di sisi lain, adalah konduktor superlatif karena atomnya dibatasi oleh strukturnya, tetapi elektronnya tidak. Mereka bebas. Elektron bergerak secara acak ketika sumber memberi mereka energi kinetik. Mereka kemudian bertabrakan dengan elektron tetangga dan mentransfer energi kinetik mereka selama proses. Tabrakan meniru efek domino dan panas dipindahkan dari area panas, area terdekat dengan sumber, ke area dingin.