SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Konsep suhu sering dikaitkan dengan seberapa panas atau dingin suatu benda terasa ketika kita sentuh. SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Rasa ”panas” merupakan petunjuk suhu benda itu tinggi sedangkan rasa ”dingin” merupakan petunjuk suhu benda itu rendah.

Beberapa contoh benda bersuhu tinggi adalah: bara api, air mendidih dan lava pijar.

Selanjutnya udara pagi, salju dan sebongkah es merupakan beberapa contoh benda bersuhu rendah. Baca artikel sebelumnya!

Bagaimana Mengukur Suhu Benda? SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Tubuh kita, meskipun dapat merasakan panas atau dingin, bukanlah alat pengukur suhu yang baik.

Sebagai contoh sentuhlah berbagai macam benda yang telah lama berada di dalam mesin pendingin.

Tubuh kita akan merasakan bahwa permukaan benda dari bahan logam lebih dingin daripada permukaan benda dari bahan plastik.

Perasaan yang timbul tersebut bukan karena suhu berbagai macam benda itu yang berbeda.

Melainkan karena setiap bahan memiliki kemampuan menghantarkan panas yang berbeda-beda.

Oleh karena itu perasaan yang timbul tidak tepat menentukan suhu berbagai macam benda itu.

Apa yang kita perlukan selanjutnya adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat yaitu termometer. Baca artikel sebelumnya!

Termometer SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Termometer adalah alat yang digunakan untuk menentukandan mengukur suhu.

Semua termometer berlandaskan pada prinsip bahwa beberapa sifat bahan berubah ketika dipanaskan.

Beberapa sifat bahan yang berubah ketika dipanaskan adalah:

volum zat cair
panjang zat padat
tekanan gas pada volum tetap
volum gas pada tekanan tetap
hambatan listrik dari konduktor
warna pijar bahan SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Skala suhu pada termometer ditetapkan berdasarkan salah satu sifat tersebut.

SUHU DA PEMUAIAN ZAT — SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Contoh termometer yang digunakan banyak orang adalah termometer ruangan (Gambar 2). SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Termometer ruangan terbuat dari tabung kaca yang diisi zat cair, umumnya merkuri atau alkohol.

Hal itu karena merkuri atau alkohol mudah mengembang ketika dipanaskan dan mengempis ketika didinginkan.

Titik tetap

Untuk menentukan skala suhu termometer, kita memerlukan suhu referensi yang disebut titik tetap.

Titik tetap adalah suhu tetap suatu benda yang dapat direproduksi dengan ketelitian yang tinggi.

Contoh suhu tetap benda adalah titik beku air atau titik didih air. SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Titik beku air adalah suhu es murni yang meleleh pada tekanan atmosfer normal. Titik beku air biasa dipakai untuk titik tetap bawah.
Titik didih air adalah suhu air murni yang mendidih pada tekanan atmosfer normal. Titik didih air biasa dipakai untuk titik tetap atas. Baca artikel sebelumnya!

Skala suhu

Suhu didefinisikan sebagai, ”suatu besaran yang menunjukkan derajad panas atau dinginnya suatu benda.”

Derajad panas atau dinginnya suatu benda ditentukan dengan skala suhu.

Skala suhu merupakan garis-garis atau tanda-tanda pada termometer yang menunjukkan derajad panas atau dingin.

Berikut ini proses menentukan skala suhu:

Pilih termometer yang sederhana (tanpa skala suhu)
Pilih dua titik tetap yang mudah direproduksi.
Bagilah jarak antara dua titik tetap menjadi sejumlah interval (derajad) yang sama.
Berilah nilai (suhu) pada masing-masing titik tetap dan interval diantaranya.

Terdapat beraneka macam skala suhu di dunia. SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Delapan macam skala suhu yang pernah digunakan dalam 300 tahun terakhir ialah:

derajad Newton (°N)
derajad Rømer (°Rø)
derajad Fahrenheit (°F)
derajad Réaumur (°Ré, °Re, °R)
derajad Delisle (°D), derajad Celsius (°C)
derajad Celsius (°C)
kelvin (K)
derajad Rankine (°Ra)

Hanya empat dari delapan macam skala suhu tersebut yang digunakan saat ini, yaitu: derajad Fahrenheit (°F), derajad Réaumur (°R), derajad Celsius (°C) dan kelvin (K). Baca artikel sebelumnya!

Skala suhu Celsius

a. Skala suhu Celsius adalah yang paling banyak digunakan di dunia saat ini.

b. Skala suhu Celsius adalah skala berdasarkan pada 0 untuk titik beku air dan 100 untuk titik didih air. Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 100 derajad (interval). Oleh karena itu sering kali disebut skala seratus derajad.

c. Skala suhu Celsius diciptakan oleh astronom Swedia Anders Celsius (1701 – 1744) pada 1742.

d. Beberapa tahapan untuk menentukan skala suhu Celsius pada termometer sederhana (tanpa skala suhu) tampak dalam Gambar 3, adalah sbb:

Gambar 3: Proses menentukan skala suhu Celsius pada termometer sederhana.
(a) Titik beku air ditetapkan memiliki suhu 0°C.
(b) Titik didih air ditetapkan memiliki suhu 100°C.
(c) Jarak antara dua titik tetap dibagi menjadi 100 interval (derajad) yang sama.

Masukkan termometer sederhana ke dalam wadah berisi es yang sedang melebur. Tunggu hingga panjang kolom zat termometrik (merkuri, alkohol, dll) tidak berubah. Tandai posisi kolom zat tersebut sebagai suhu 0°C.
Masukkan termometer sederhana ke dalam wadah berisi air yang sedang mendidih. Tunggu hingga panjang kolom zat termometrik tidak berubah. Tandai posisi kolom zat tersebut sebagai suhu 100°C.
Bagilah jarak antara kedua tanda menjadi 100 interval (derajad) yang sama. Tanda paling bawah bersesuaian dengan suhu 0°C sementara tanda paling atas bersesuaian dengan suhu 100°C. Baca artikel sebelumnya!

Contoh 1

Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam wadah berisi es yang sedang melebur adalah 42 mm.

Sementara ketika berada dalam wadah berisi air yang sedang mendidih, panjang kolom zat termometrik adalah 185 mm.

Tentukan suhu benda dalam Celsius ketika panjang kolom zat termometrik adalah 100 mm?

Gambar 4: Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana. X0, X100 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. Baca artikel sebelumnya!

Jawab

Proses menentukan suhu suatu benda dengan termometer sederhana tampak dalam Gambar 4. SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam es yang sedang melebur (0°C) dinyatakan dengan X0.
Panjang kolom zat termometrik ketika dicelupkan ke dalam air yang sedang mendidih (100°C) dinyatakan dengan X100.
Perubahan suhu 100 bersesuaian dengan perubahan panjang kolom zat termometrik sebesar X100 X0.

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

dengan, TC adalah suhu benda yang diukur (°C). Jika diketahui X0 = 42 mm, X100 185 mm dan X = 100 mm, maka diperoleh,

Suhu benda adalah 40,6°C.

Referensi SUHU DAN PEMUAIAN ZAT

Disarikan dari berbagai sumber. Baca artikel sebelumnya!

Tugas:

1. Diketahui panjang kolom zat termometrik dalam Gambar 5 sbb:
X0 = 8 cm, X100 = 42 cm, dan X = 20 cm. Tentukan suhu benda itu dalam Celsius!

Gambar 5: Termometer sederhana. X0, X100 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.

2. Diketahui panjang kolom zat termometrik ketika suhu setimbang dengan es yang melebur dan air mendidih berturut-turut adalah 5 cm dan 33 cm. Jika diperoleh panjang kolom zat termometrik ketika suhu setimbang dengan suatu benda adalah 27 cm. Tentukan suhu benda itu dalam Celsius!

SUHU DAN PEMUAIAN ZAT, Materi dan contoh soal Ilmu Pengetahuan Alam kelas VII Bab 4 Bagian 1. Ditulis oleh Andri Sofyan Husein, S.Si, M.Si.