Apakah yang di lakukan oleh pande besi pertama kali terhadap besi yang akan digunakan membuat sabit?
Gambar 1. Pande besi sedang melakukan pemotongan Besi
Tahapan pertama yang dilakukan oleh pande besi ialah memotong besi maupun baja. Selain dengan cara pemanasan, besi dan baja dapat dipotong tanpa pemanasan terlebih dahulu, yaitu dengan menggunakan alat pemotong semacam kapak. Coba kalian perhatikan pada Gambar 1. Namun untuk mempermudah pemotongan besi maupun baja dapat dibakar atau dipanaskan terlebih dahulu. Pemanasan dilakukan pada suhu 1.000°C sampai 1.100°C. ini ditandai dengan api yang dihasilkan dari tungku berwarna merah. Api berwarna merah menandakan suhunya kurang dari sampai berkisar 1.000°C. Api warna biru menandakan bahwa suhunya kurang dari 2.000°C, api warna putih menandakan suhunya lebih dari 2.000°C.
Pada pemanasan tersebut dibutuhkan kalor yang didapatkan dari bara api. Apabila benda menerima atau melepaskan kalor, maka akan terjadi perubahan suhu atau wujud pada benda tersebut. Besarnya kenaikan suhu dipengaruhi oleh massa dan jenis zat tersebut. Semakin besar kalor yang diberikan pada suatu zat, semakin besar kenaikan suhunya. Semakin besar massa suatu zat, semakin besar kalor yang diperlukan untuk memanaskan zat tersebut. Kalor yang diberikan pada suatu zat sebanding dengan kalor jenis zat tersebut. Jika dituliskan dalam bentuk persamaan matematika, diperoleh hubungan sebagai berikut.
Q = m ⋅ c ⋅ ΔT
Keterangan:
Q = banyaknya kalor yang diperlukan (J)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (J kg-1 °C-1 )
ΔT = kenaikan suhu (°C)
Pada pengolahan logam oleh pandai besi, kalor yang diberikan pada logam bertujuan untuk menaikkan suhu. Hal tersebut sesuai dengan rumusan di atas, bahwasanya kalor akan berbanding lurus dengan kenaikan suhu.
Ketika seorang pande besi memegang logam dengan penjepit dan memanaskan ujung lainnya di atas api, maka dengan cepat ujung yang lain akan menjadi panas dan menyebar ke seluruh logam. Energi kalor pada ujung logam yang ditaruh di atas api merambat ke seluruh logam. Perpindahan kalor dari bara api menuju logam disebut perpindahan kalor secara konduksi. Konduksi merupakan perpindahan kalor yang terjadi pada suatu zat dimana partikel dari zat tersebut tidak ikut berpindah.
Ketika mengamati kerja seorang pande besi, apakah kalian merasa panas? Itu terjadi karena energi kalor pada bara api berpindah menuju pada kalian. Perpindahan energi kalor ini disebut radiasi. Radiasi merupakan perpindahan kalor tanpa zat perantara.
Sedangkan udara yang kalian hirup di tempat kerja pande besi tersebut mengalir secara konveksi. Konveksi merupakan perpindahan kalor diikuti oleh perpindahan partikel – partikel perantaranya. Karena terdapat perbedaan suhu antara tempat yang dekat dengan tungku dengan yang tidak, maka kalor mengalir dari bagian dekat tungku (yang dekat dengan nyala api) menuju bagian lain yang jauh dari tungku. Suhu bagian dekat tungku pun meningkat. Karena udara yang berada di bagian lain memiliki suhu yang lebih kecil, maka kalor mengalir dari bagian yang dekat dengan tungku (suhu lebih tinggi) menuju bagian lain yang jauh dari tungku (suhu lebih rendah).
