SKALA SUHU

Skala suhu (SK) Réaumur

a. Réaumur adalah SK berdasarkan pada 0° untuk titik beku air dan 80° untuk titik didih air.

b. Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 80 interval (derajad).

c. Réaumur diciptakan oleh ilmuwan Prancis Réne Antoine Ferchault de Réaumur (1683 – 1757) pada 1730.

d. Proses menentukan SK Réaumur pada termometer sederhana (tanpa skala suhu) serupa dengan proses dalam SK Celsius.

e. Beberapa tahapan untuk menentukan SK Réaumur tampak dalam Gambar 1. Baca artikel sebelumnya!

Gambar 1: Proses menentukan skala suhu R ́eaumur pada termometer sederhana. (a) Titik beku air ditetapkan memiliki suhu 0°R. (b) Titik didih air ditetapkan memiliki suhu 80°R. (c) Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 80 interval (derajad) yang sama.

Contoh 2

Perhatikan Gambar 2. Jika diketahui X0 = 42 mm dan X80 = 185 mm, tentukan suhu benda dalam R ́eaumur ketika panjang kolom zat termometrik X = 100 mm?

Gambar 2: Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana. X0, X80 dan X beturut-turut menyatakan panjang kolom zat termometrik ketika suhu setimbang dengan: (a) es yang sedang melebur. (b) air yang sedang mendidih. (c) suatu benda.

Jawab

Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana tampak dalam Gambar 2.

Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam es yang sedang melebur (0°R) dinyatakan dengan X0.
Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam air yang sedang mendidih (80°R) dinyatakan dengan X80.
Perubahan suhu 80 bersesuaian dengan perubahan panjang kolom zat termometrik sebesar X80 – X0.

Jika hasil pengukuran suhu suatu benda ditunjukkan oleh panjang kolom zat termometrik sebesar X maka suhu yang bersesuaian adalah

dengan, TR adalah suhu benda yang diukur (°R). Jika diketahui X0 = 42 mm, X80 185 mm dan X = 100 mm, maka diperoleh,

Suhu benda adalah 32,4°R.

Skala suhu Fahrenheit

Skala suhu Fahrenheit adalah skala suhu berdasarkan pada 32° untuk titik beku air dan 212° untuk titik didih air.

Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 180 interval (derajad).

Gambar 3: Proses menentukan skala suhu Fahrenheit. (a) Titik beku air ditetapkan memiliki suhu 32°F. (b) Titik didih air ditetapkan memiliki suhu 212°F. (c) Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 180 interval (derajad) yang sama.

Contoh 3

Perhatikan Gambar 4. Jika diketahui X32 = 42 mm dan X212 = 185 mm, tentukan suhu benda dalam Fahrenheit ketika panjang kolom zat termometrik X = 100 mm?

Jawab

Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana tampak dalam Gambar 4.

Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam es yang sedang melebur (32°F) dinyatakan dengan X32.
Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam air yang sedang mendidih (180°F) dinyatakan dengan X212.
Perubahan suhu 180 bersesuaian dengan perubahan panjang kolom zat termometrik sebesar X212 – X32.

Jika hasil pengukuran suhu suatu benda ditunjukkan oleh panjang kolom zat termometrik sebesar X maka suhu yang bersesuaian adalah

dengan, TF adalah suhu benda yang diukur (F). Jika diketahui X32 = 42 mm, X212 185 mm dan X = 100 mm, maka diperoleh,

Suhu benda adalah 105°F.

Gambar 4: Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana. X32, X212 dan X beturut-turut menyatakan panjang kolom zat termometrik ketika suhu setimbang dengan: (a) es yang sedang melebur. (b) air yang sedang mendidih. (c) suatu benda.

Skala suhu kelvin

Diciptakan oleh fisikawan dan insinyur Skotlandia William Thomson (Lord Kelvin) (1824 – 1907) pada 1848.

Skala suhu kelvin dicipta berdasarkan gejala dalam termodinamika yakni pada suhu terendah atom-atom atau molekul-molekul membeku atau hampir berhenti bergetar sehingga tidak mampu menghantarkan panas.

Suhu ketika molekul-molekul kehilangan kemampuannya menghantarkan panas didefinisikan sebagai suhu nol mutlak (absolut zero).

Suhu nol mutlak (0 K) setara dengan, -273°C.

Ukuran (interval) derajad pada skala suhu kelvin identik dengan ukuran derajad pada skala suhu Celsius.

Artinya, perubahan suhu 2 K sama dengan perubahan suhu 2°C.

Konversi antara kedua skala suhu tersebut adalah

TC = T – 273°

dengan, T adalah suhu dalam kelvin (K) dan TC adalah suhu dalam derajad Celsius (°C). Berdasarkan Persamaan (3), titik beku air (0,00°C) setara dengan 273 K, sedangkan titik didih air (100,00°C) setara dengan 373 K.

Hubungan antar skala suhu

Hubungan antara panjang kolom zat termometrik dengan skala suhu tampak dalam tabel sbb:

Kita dapatkan hubungan-hubungan antara skala suhu sbb:

TC : TR : (TF – 32) : (T – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

atau,

Réaumur ke Celsius

Fahrenheit ke Celsius

Fahrenheit ke Réaumur

kelvin ke Celsius

dengan, TC , TR, TF dan T beruturut-turut adalah suhu dalam derajad Celsius, derajad R ́eaumur, derajad Fahrenheit dan kelvin.

SK sembarang

Sebuah penelitian kuno mencatat suhu musim dingin di Denmark adalah 0.

Saat penelitian itu dilakukan skala suhu standar belum ditetapkan.

Namun penulis menerangkan bahwa suhu es melebur adalah 7,5° dan suhu air mendidih adalah 60°.

Berapa suhu musim dingin di Denmark dalam SK standar?

Hubungan antara SK sembarang dengan SK standar adalah sbb:

dengan,
Y = suhu pada termometer sembarang
Z = suhu pada termometer standar
Y0 = suhu titik tetap bawah termometer sembarang
Z0 = suhu titik tetap bawah termometer standar
Yt = suhu titik tetap atas termometer sembarang
Zt = suhu titik tetap atas termometer standar. Baca artikel sebelumnya!

Berdasarkan informasi di atas dan mengingat skala suhu Celsius, diketahui bahwa: