PERILAKU API (PERPINDAHAN PANAS)

Perpindahan Panas

Perpindahan panas dari satu titik atau dari satu benda ke benda lainnya merupakan konsep dasar dalam studi mengenai api. Perpindahan panas dari zat-zat bakar awal menuju bahan-bahan bakar lainnya, baik yang berada di dalam maupun yang berada di luar lokasi asal api, mengendalikan pertumbuhan api.  Petugas pemadam kebakaran menggunakan pengetahuan mereka - tentang perpindahan panas ini - untuk memperkirakan ukuran api sebelum mereka menanggulangi serta mengevaluasi efektivitas penanggulangan kebakaran tersebut. Definisi energi panas memberikan kejelasan, bahwa agar panas dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya, kedua benda tersebut harus memiliki suhu yang berbeda. Energi panas berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Kadar panas yang berpindah berhubungan dengan perbedaan suhu kedua benda tersebut. Semakin besar perbedaan suhu kedua benda, semakin besar pula kadar perpindahannya. Perpindahan panas - dari satu benda ke benda lainnya - diukur ketika  energi mengalirkan (panas) dalam suatu periode waktu. Dalam sistem SI, perpindahan panas diukur dalam kilowatt (kW). Dalam sistem tradisional, satuan-satuan tersebut adalah Btu per second (Btu/s). Keduanya (kW dan Btu/s) merupakan istilah yang berhubungan dengan tenaga (lihat penjelasan di depan mengenai ekuivalen kalor di bagian Energi Panas dan Suhu). Energi panas dapat dipindahkan dari satu benda ke benda lainnya melalui tiga cara: konduksi, konveksi dan radiasi. Masing-masing mekanisme ini akan dibahas secara lebih rinci di bagian-bagian berikut ini.  

KONDUKSI

Bila sebatang logam dipanaskan dengan api di salah satu ujungnya, panas akan menjalar ke seluruh bagian logam itu  Perpindahan energi ini disebabkan oleh meningkatnya aktivitas atom dalam benda tersebut. Ketika energi panas berada pada salah satu ujung logam itu, atom-atom yang berada di ujung tersebut mulai bergerak lebih cepat daripada atom-atom yang berada di bagian lainnya. Aktivitas ini menyebabkan peningkatan frekuensi tabrakan antar atom. Masing-masing tabrakan memindahkan energi pada atom yang ditabraknya. Energi tersebut, dalam bentuk energi panas, dipindahkan keseluruh batang logam.

 

Suhu sepanjang balok meningkat karena meningkatnya perpindahan

                      mokekul oleh energi panas api. Ini merupakan contoh konduksi
 

Jenis perpindahan energi panas ini disebut konduksi. Konduksi adalah perpindahan energi panas dari satu titik ke titik yang lain. Konduksi terjadi bila sebuah benda memanas sebagai akibat dari kontak langsung dengan sumber panas. Energi panas tidak dapat dikonduksi melalui ruang hampa karena tidak ada medium perantara untuk hubungan dari satu titik-ke-titik lainnya.

 Secara umum, perpindahan panas - pada tahap awal perkembangan segala jenis api - hampir semuanya disebabkan oleh konduksi. Selanjutnya, bila kebakaran mulai membesar, gas-gas panas mulai mengaliri benda-benda yang berada di jarak tertentu dari titik api, dan ini juga diakibatkan oleh konduksi. Panas, yang berasal dari gas-gas yang berhubungan langsung dengan komponen-komponen bangunan atau yang berhubungan langsung dengan gabungan bahan bakar, dipindahkan ke benda tersebut melalui konduksi.

Penyekatan panas erat hubungannya dengan konduksi. Bahan-bahan penyekat terutama menjalankan fungsinya dengan cara memperlambat konduksi panas di antara dua benda. Penyekat yang baik adalah bahan-bahan yang tidak dapat menghantarkan panas dengan cepat karena susunan fisiknya sehingga menghambat perpindahan energi panas dari satu titik ke titik lainnya.  Penyekat-penyekat yang paling baik, paling laris dan yang paling banyak digunakan dalam konstruksi bangunan,  terbuat dari partikel-partikel atau serat-serat halus yang memiliki rongga di dalamnya dan berisi zat gas seperti udara
  
KONVEKSI

Ketika api mulai membesar, udara di sekitarnya menjadi panas karena konduksi. Udara panas dan produk-produk pembakaran mulai bermunculan. Jika Anda meletakkan tangan Anda di atas nyala api, Anda akan dapat merasakan panas, walaupun tangan Anda tidak secara langsung berhubungan dengan nyala api tersebut. Panas tersebut dipindahkan ke tangan Anda melalui konveksi. Konveksi adalah perpindahan energi panas melalui pergerakan cairan-cairan atau gas-gas panas. Ketika panas dipindahkan dengan cara konveksi, ada pergerakan atau sirkulasi cairan dan gas (yang akan mengalir) dari satu tempat ke tempat lain. Seperti halnya dengan perpindahan panas, aliran panas tersebut berasal dari tempat yang lebih panas menuju ke tempat yang lebih dingin

 Konveksi adalah perpindahan energi panas melalui pergerakan

cairan-cairan atau gas-gas panas

RADIASI

Jika Anda meletakkan tangan Anda beberapa inci (milimeter) pada sisi nyala api yang kecil, sebagaimana dicontohkan dalam penjelasan sebelumnya, Anda juga akan dapat merasakan energi panas. Panas ini sampai pada tangan Anda melalui radiasi. Radiasi merupakan suatu penyebaran energi sebagai gelombang elektromagnetik (seperti gelombang cahaya, gelombang radio, atau sinar X) tanpa kehadiran penghantar . Karena merupakan suatu gelombang elektromagnetik, energi tersebut bergerak dalam bentuk garis lurus dengan kecepatan cahaya. Semua benda yang hangat akan menyebarkan panas. Contoh terbaik mengenai perpindahan panas melalui cara radiasi adalah panas matahari. Energi tersebut bergerak dengan kecepatan cahaya dari matahari melalui angkasa (ruang hampa) dan menghangati permukaan bumi. Radiasi merupakan penyebab utama terjadinya kebakaran (api yang menyala pada gabungan bahan bakar atau bangunan-bangunan yang berada jauh dari bahan-bahan bakar atau bangunan-bangunan asal kebakaran). Ketika api mulai membesar, api itu menyebarkan lebih banyak energi dalam bentuk panas. Dalam kebakaran besar, sangat mungkin panas yang tersebar tersebut membakar bangunan atau kelompok  bahan bakar lain yang berada di jarak yang agak jauh  Energi panas, yang dipancarkan melalui radiasi, bergerak melalui ruang-ruang hampa dan ruang-ruang yang berisi zat gas yang biasanya dapat menghambat konduksi dan konveksi. Materi-materi yang memantulkan energi yang telah teradiasi akan menghambat penyebaran panas.

Radiasi adalah penyebaran energi sebagai gelombang  elektromagnetik

tanpa adanya media penghalang.

 

Panas yang teradiasi merupakan salah satu sumber utama  penyebaran api menjadi ledakan.