SUHU DAN PENGUKURANNYA

 

SUHU DAN PENGUKURANNYA

1.    SUHU

Kalian tentunya pernah menggunakan air hangat, bukan? Untuk mendapatkan air hangat tersebut kita mencampur air dingin dengan air panas. Ketika tangan kita menyentuh air yang dingin, maka kita mengatakan suhu air tersebut dingin. Ketika tangan kita menyentuh air yang panas maka kita katakan suhu air tersebut panas. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

2.    TERMOMETER SEBAGAI ALAT UKUR SUHU

Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

a. raksa tidak membasahi dinding kaca,

b. raksa merupakan penghantar panas yang baik,

c. kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,

d. air raksa cepat mengambil panas dari suatu benda yang sedang diukur.

e. jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.

f. volume air raksa berubah secara teratur

Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga memiliki beberapa kerugian, antara lain:

1) Air raksa harganya mahal.

2) Air raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah.

3) Air raksa termasuk zat beracun sehingga berbahaya apabila tabungnya pecah.

 

Keuntungan menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :

1) Alkohol harganya murah.

2) Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume yang besar.

3) Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol -30⁰C.

Kerugian menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer,antara lain :

1) Membasahi dinding kaca.

2) Titik didihnya rendah (78 ⁰C)

3) Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat dilihat.

Air tidak dipakai untuk mengisi tabung termometer karena air membasahi dinding kaca, jangkauan suhunya terbatas, perubahan volumenya kecil dan merupakan penghantar panas yang jelek.

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC.

Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih. Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer.

a. Termometer Celcius

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.

b. Termometer Reaumur

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.

c. Termometer Fahrenheit

Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberiangka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

d. Termometer Kelvin

Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah

C : R : F = 100 : 80 : 180

C : R : F = 5 : 4 : 9

Dengan memperhatikan titik tetap bawah 0ºC = 0ºR = 32ºF,maka hubungan skala C, R, dan F dapat ditulis sebagai berikut:

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah

t K = t^ºC + 273 K

Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama.

Contoh Soal

Siswa mengukur suhu suatu benda menggunakan termometer Celcius sebesar 80ºC. Berapa suhu benda itu jika siswa tersebut menggunakan termometer Reaumur dan Fahrenheit?

Pembahasan

Diketahui      : t = 80ºC

Ditanya        : t^ºR dan t^ºF

Jawab          :

Jadi, suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Reaumur dan Fahrenheit sebesar 64^ºR dan 176^ºF

 

Suatu termometer X mengukur suhu es sedang melebur pada -10ºX dan mengukur suhu air mendidih pada 110ºX. Termometer Celcius mengukur suhu suatu benda adalah 40ºC. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X?

Pembahasan

Diketahui      : Xb = -10ºX                    Ca = 100ºC

  Xa = 110ºX                    Cb = 0ºC

     t = 40ºC

Ditanya        : tX

Jawab          :

Jadi, suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X adalah 38ºX