Insulasi termal: Perbedaan antara revisi

{{commons|Thermalother insulationuses|Insulasi termal}}

[[FileBerkas:Aircraft cabin insulation in a B747-8.jpg|thumbjmpl|Insulasi kabin pada pesawat terbang [[Boeing 747-8]].]]

'''Insulasi termal''', ('''isolasiinsulasi termalpanas''', atau '''isolasi panastermal''') adalah metode atau proses yang digunakan untuk mengurangi laju [[perpindahan panas]]/[[kalor]]. [[Panas]] atau [[Energi|energi panas (kalor)]] bisa dipindahkan dengan cara [[konduksi]], [[konveksi]], dan [[radiasi]] atau ketika terjadi [[perubahan wujud zat|perubahan wujud]]. Mengenai insulasi termal, hanya dibicarakan perpindahan panas secara [[Konduksi panas|konduksi]], [[konveksi]], dan [[radiasi]]. Aliran panas dapat dikendalikan dengan proses ini, tergantung pada sifat material yang dipergunakan. Bahan yang digunakan untuk mengurangi laju perpindahan panas itu disebut atau '''isolator'[[insulator]]'' atau '''insulator'[[isolator]]''. Panas dapat lolos meskipun ada upaya untuk menutupinya, tapitetapi isolatorinsulator mengurangi panas yang lolos tersebut.

IsolasiInsulasi termal dapat menjaga wilayah tertutup seperti bangunan atau tubuh agar terasa hangat lebih lama dari yang sewajarnya, tetapi itu tidak mencegah hasil akhirnya, yaitu masuknya dingin dan keluarnya panas. IsolatorInsulator juga dapat bekerja sebaliknya, yaitu menjaga bagian dalam suatu wadah terasa dingin lebih lama dari biasanya. Insulator digunakan untuk memperkecil perpindahan energi panas.

Kemampuan insulasi suatu bahan diukur dengan [[konduktivitas termal|konduktivitas termal (k)]]. [[Konduktivitas termal]] yang rendah setara dengan kemampuan insulasi (resistansi termal atau [[:en:R-value (insulation)|nilai R]]) yang tinggi. Dalam [[:en:thermal engineering|teknik termal]], sifat-sifat lain suatu bahan insulator atau isolator adalah [[massa jenis|densitas (ρ)]] dan [[kapasitas kalor|kapasitas panas spesifik (c)]].

== Definisi ==

=== Insulasi ===

[[FileBerkas:Plasma sprayed ceramic coating applied onto a part of an automotive exhaust system copy.jpg|thumbjmpl|rightka|Knalpot mobil membutuhkan penahan panas tertentu, terutama knalpot berdaya tinggi di mana sering digunakan pelapis keramik.]]

Bahan dengan [[konduktivitas termal|konduktivitas termal (''k'')]] rendah menurunkan laju aliran panas. Jika nilai ''k'' lebih kecil, value, maka nilai resistansi termal yang berkaitan (''R'') akan lebih besar. Konduktivitas termal diukur dengan satuan [[watt]]-per-meter per [[Kelvin]] (W·m⁻¹·K⁻¹), dilambangkan dengan ''k''. Semakin tebal bahan insulator, semakin tinggi pula resistansi termal atau [[:en:R-value (insulation)|nilai R]] bahan itu.

Untuk suatu [[tabung]], resistansi termal konvektif berbanding terbalik dengan luas permukaan dan karenanya juga berbanding terbalik dengan jari-jari (radius) tabung, sedangkan [[:en:Thermal conduction#Cylindrical shells|resistansi termal kulit tabung]] (lapisan insulasi) tergantung dari rasio jari-jari luar dan dalam, bukan pada jari-jari itu sendiri.<!-- SupposeMisalnya forjari-jari exampleluar thattabung wedilipat doublegandakan thedengan outsidemenambah radiuslapisan of a cylinder by applying insulation. We have addedinsulator, aberarti fixedditambahkan amountsejumlah oftertentu conductiveresistansi resistancekonduktif (equalsama todengan ln(2)/(2πkL)) buttetapi atpada thesaat sameyang timesama weresistansi havekonvektif halveddikurangi thesetengahnya. valueKarena ofresistansi thekonvektif convectivecenderung resistance.mendekati Becausenilai convectivetak resistanceterhingga tendsjika tojari-jari infinitymendekati when[[0 the radius approaches zero(angka)|nol]], atmaka smallpada enoughjari-jari radiusesyang thekecil, decreasepenurunan inresistansi convectivekonventif resistanceakan willlebih bebesar largerdaripada thanpenambahan theresistansi addedkonduktif, conductivesehingga resistance,menghasilkan resultingtotal inresistansi loweryang totallebih resistancerendah. <br />

ThisDengan impliesdemikian thattersirat abahwa criticalada radiusnilai existsjari-jari atkritikal which(''r thecritical''; heat''critical radius'') di mana transfer iskalor maximummencapai maksimum. AboveDi thisatas criticaljari-jari radiuskritikal ini, addedpenambahan insulationinsulasi decreases the heatmenurunkan transfer kalor.--> Untuk tabung terinsulasi, jari-jari kritikal dihitung dengan persamaan berikut:<ref>Bergman, Lavine, Incropera and DeWitt, ''Introduction to Heat Transfer'' (sixth edition), Wiley, 2011.</ref>

Aliran panas dapat dikurangi dengan menangani satu atau lebih dari tiga mekanisme "transfer panas (perpindahan kalor" atau "aliran panas") dan tergantung pada sifat fisik bahan yang digunakan untuk melakukan hal ini.

[[ImageBerkas:Steinwolle 1600dpi roxul rxl80.jpg|thumbjmpl|rightka|Insulasi [[:en:Mineral wool|"mineral wool"]], 1600 dpi scan]]

[[Radiasi termal]] terdiri dari seluruh jenis [[panjang gelombang]] [[cahaya]], tetapi sebgiansebagian besar energi yang diradiasikan pada [[temperatur ruangansuhu]] ruangan berbentuk gelombang [[inframerah]]. Radiasi tidak membutuhkan medium untuk mengalirkan kalor karena panas diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya energi yang diradiasikan berbanding lurus dengan luas permukaan dan [[emisivitas]]. Setiap objek bertemperaturbersuhu di atas [[nol mutlak]] pasti meradiasikan energi. {{br}}

Pelindung radiasi menunjuk pada sifat [[emisivitas]] dan [[penyerapan]] yang rendah, dan [[reflektivitas]] yang tinggi. Pada jenis benda tersebut, energi yang diserap jauh lebih kecil dari padadaripada energi yang dipantulkan. Logam yang disemir dengan sangat baik memiliki sifat pelindung radiasi yang baik. Kebalikannya, benda gelap akan memiliki emisivitas dan penyerapan yang tinggi, serta reflektivitas yang rendah. Pada material jenis ini, energi yang diserap akan lebih tinggi dari padadaripada yang dipantulkan (lihat [[benda hitam]]).

Konveksi termal terjadi ketika panas mengalir melalui medium dan disertai perpindahan molekul penyusun material tersebut. Perpindahan molekul tersebut terjadi karena perbedanperbedaan massa jenis akibat pemuaian akibat panas sehingga terjadi suatu aliran. Konveksi bisa diredam dengan cara membagi medium konvektif menjadi beberapa bagian untuk mencegah terbentuknya aliran.

Mempertahankan temperatur bangunan pada tingkat kenyamanan umumnya menggunakan banyak energi karena konsumsi [[energi]] dipakai untuk [[pendinginan]] atau [[pemanasan]] ruangan. Beberapa bangunan yang sering dipakaikan [[peredam panas]] yaitu rumah, pabrik, gedung olahraga, gedung pertemuan. Ketika bangunan diinsulasi dengan baik, manfaat yang dapat diambil diantaranya:

* Lebih efisien dalam penggunaan energi.

* Menyediakan temperatur yang cenderung seragam di dalam ruang. Perbedaan temperatur secara horisontal maupun vertikal sangat kecil , menciptakan lingkungan yang nyaman untuk ditinggali meski temperatur udara di luar sedang dalam keadaan panas ataupun dingin.

* Tidak seperti alat pemanas atau pendingin, insulasi cenderung permanen dan hampir tidak membutuhkan perawatan, penyimpanan ataupun pengaturan.

=== Sistem mekanik ===

[[FileBerkas:Coloured ceramic thermal barrier coating on exhaust component.jpg|thumbjmpl|Insulasi termal diaplikasikan pada komponen pembuangan gas (''exhaust'') dengan cara penyemprotan plasma (''plasma spraying'').]]

Sistem pemanasan dan pendinginan ruangan menyalurkan panas ke seluruh bangunan melalui jaringan pipa atau saluran. Insulasi pipa dapat mengurangi pemborosan energi ke ruangan yang tidak perlu dipanasi dan mencegah [[pengembunan]] atau kondensasi pada jaringan pipa yang beku atau terekspos pada suhu rendah. Insulasi pipa juga digunakan pada jaringan pipa air minum untuk menghindari pembekuan pipa untuk periode yang diinginkan.<ref>http://www.firoflex.co.uk/KnowHow/FAQ-PipeFreezing.html{{Pranala mati|date=Mei 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>

=== Otomotif ===

[[:en:Internal combustion engine|Mesin pembakaran internal]] menghasilkan panas dalam jumlah besar selama siklus pembakaran (''combustion''). Hal ini memberi efek negatif bila mencapa sejumlah komponen yang peka terhadap panas, seperti sensor, aki, dan motor starter. Akibatnya, insulasi termal sangat diperlukan untuk mencegah panas dari exhaust mencapai komponen-komponen ini.<ref>{{Cite web |url=http://www.zircotec.com/page/-_performance_white/41 |title=Salinan arsip |access-date=2015-01-06 |archive-date=2015-01-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150126062425/http://www.zircotec.com/page/-_performance_white/41 |dead-url=yes }}</ref>

[[Berkas:Huygens thermal multilayer insulation.jpg|thumbjmpl|rightka|250px|Insulasi termal pada [[Huygens (wahana antariksa)|wahana antariksa Huygens]].]]

[[Wahana antariksa]] memiliki banyak kebutuhan insulasi. Insulasi yang dibutuhkan harus ringan, karena penambahan massa berarti penambahan biaya peluncuran. Di luar angkasa tidak ada [[atmosfer]] yang melindungi dari [[sinar matahari]] sehingga setiap objek akan dipanaskan oleh matahari dalam sekejap. Di luar angkasa, panas tidak bisa dikonveksikan ataupun dikonduksikan ke objek lain. [[Insulasi berlapis]], lempengan [[emas]], umumnya menutupi satelit dan kendaraan luar angkasa, yang berguna untuk mengontrol radiasi termal. Peluncuran dan kembalinya wahana antariksa ke bumi mengakibatkan tekanan pada wahana antariksa, sehingga ketahanan insulator sangat dibutuhkan (lihat [[kasus Pesawat Ulang Alik Columbia]]). Proses kembalinya wahana antariksa ke bumi menghasilkan panas yang tinggi ketika menyentuh atmosfer sehingga membutuhkan insulator dengan sifat termal yang sangat baik, seperti [[karbon komposit]] di bagian hidung dan lapisan [[silika]] pada badan [[pesawat ulang alik]].

*{{commons|Thermal [http://www.cus.net/insulation/insulation.html |Insulasi Rumah]termal}}