Pengertian suhu

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid.

Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 – 1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 – 1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F.

Berikut ini perbandingan skala dari termometer diatas

Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh mengubah dari skala celcius ke skala fahrenheit

Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh diatas. Thermometer menurut isinya dibagi menjadi : termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam sebagai misal termometer klinis, termometer lab dan lain-lain.

Berikut ini pembahasan macam macam termometer.

Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang  dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabu menyusut, zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara kerja termoskop. Untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair misalnya raksa dan alkhohol. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi peningkatan suhu benda.

Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai keunggulan :

1. raksa penghantar panas yang baik2. pemuaiannya teratur3. titik didihnya tinggi4. warnanya mengkilap5. tidak membasahi dinding

Sedangkan keunggulan alkhohol adalah :

1. titik bekunya rendah2. harganya murah3. pemuaiannya 6 kali lebih besar dari pada raksa sehingga pengukuran mudah diamati

Termometer Laboratorium

Termometer ini menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga skala nya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.

Termometer Klinis

Termometer ini khusus digunakan untuk mendiaknosa penyakit dan bisanya diisi dengan raksa atau alkhohol. Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien. Skala pada termometer ini antara 35°C sampai 42°C.

Termometer Ruangan

Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C

Termometer Digital

Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.

Termokopel

Merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefesiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda

Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas (kalor). Pemuaian tiap-tiap benda akan berbeda, tergantung pada suhu di sekitar dan koefisien muai atau daya muai dari benda tersebut. Perubahan panjang akibat panas ini, sebagai contoh, akan mengikuti:

di mana

adalah panjang pada suhu t,adalah panjang pada suhu awal,

adalah koefisien muai panjang, danadalah besarnya perubahan suhu.

Suatu benda akan mengalami muai panjang apabila benda itu hanya memiliki (dominan dengan) ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi pada benda apabila benda itu memiliki ukuran panjang & lebar, sedangkan muai volum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang, lebar, & tinggi.

di mana

adalah luas (Area) pada suhu t,adalah luas pada suhu awal,

adalah koefisien muai luas, dan

adalah besarnya perubahan suhu.

Dan untuk perubahan volum:

di mana

adalah V(olum) pada suhu t,adalah volum pada suhu awal,

adalah koefisien muai volum, danadalah besarnya perubahan suhu.

1. Apabila suatu benda diberi kalor, maka benda itu akan ....a. menyusut volumenyab. pasti berubah wujudc. pasti bertambah suhunyad. bisa berubah wujud atau bertambah suhunya

2. Alat berikut ini digunakan untuk mengetahui pemuaian pada zat padat adalah ....a. barometerb. termoskopc. dilatometerd. Musschenbrock

3. Koefisien muai panjang adalah ....a. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya naik sebesar 1 °Cb. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 °Cc. angka yang menunjukkan bertambah panjangnya tiap 1 cm suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 °Cd. angka yang menunjukkan berkurang panjangnya tiap 1 cm zat bila suhunya tetap pada 1 °C

4. Perhatikan tabel berikut!

Jika panjang benda mula-mula sama dan benda-benda tersebut dipanaskan pada suhu yang sama secara bersamaan, maka logam yang pertambahan panjangnya terbesar adalah ....a. kuninganb. tembagac. bajad. kaca

5. Kuningan panjang mula-mula 100 cm dengan koefisien muai panjang 0,000019/°C dipanaskan dari suhu 10 °C sampai 110 °C akan bertambah panjang sebesar ... cm.a. 0,0038b. 0,0019c. 0,19d. 0,38

6. Sebatang logam panjangnya 50,00 cm pada suhu 10 °C dan 50,05 cm pada suhu 110 °C. Maka koefisien muai panjang baja itu adalah ... / °C.a. 0,0005b. 0,00005c. 0,00005d. 0,000005

7. Sebatang plat besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 20 cm dan lebar 10 cm pada suhu 10 °C dan koefisien muai panjang logam itu 0,000012 / °C. Maka pada suhu 260 °C luas pelat akan bertambah sebesar ... m^2.a. 0,0001248b. 0,001248c. 1,248d. 2,248

8. Koefisien muai volume adalah angka yang menunjukkan ....a. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 Kb. bertambahnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 °Cc. berkurangnya volume setiap 1 cm3 suatu zat bila suhunya naik sebesar 1 °Cd. berkurangnya volume setiap 2 cm3 suatu zat bila suhunya turun sebesar 1 °C

9. Pernyataan yang benar hubungan antara α, β, dan γ adalah ....

10. Koefisien muai panjang kuningan 0,000019 /°C, maka koefisien muai volume kuningan tersebut adalah ... / °C.a. 0,000057b. 0,000038c. 0,0000095d. 0,0000019

11. Alat yang digunakan untuk menunjukan pemuaian pada zat cair adalah ....a. higrometerb. dilatometer dimasukkan ke airc. dilatometer berisi air dipanaskand. Musschenbrock

12. Zat cair akan lebih cepat memuai daripada zat padat. Hal ini terjadi pada peristiwa....a. ketika termometer dimasukkan ke dalam air mendidih skalanya bertambahb. panci yang berisi penuh air akan tumpah ketika air mendidihc. panci lebih cepat panas daripada aird. air lebih cepat panas daripada panci

13. Sebuah tangki berisi alkohol sebanyak 1000 cm^3 pada suhu 0 °C dengan koefisien muai volume sebesar 0,00120 /°C. Jika dipanaskan sampai 80 °C pada tekanan tetap, maka volume gas menjadi ... cm^3.a. 96b. 904c. 1096d. 1120

14. Penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari dapat berupa seperti berikut, kecuali ....a. pemasangan sambungan rel kereta apib. pemasangan kaca jendelac. pengelingand. pengeringan pakaian

15. Berikut ini gambar bimetal terbuat dari logam A dan B. Pernyataan yang tidak tepat dari gambar itu yaitu ....

a. koefisien muai panjang logam A lebih kecil dari logam Bb. koefisien muai panjang logam B lebih kecil dari logam Ac. bimetal akan melengkung ke arah logam B bila didinginkand. koefisien muai volume logam B lebih kecil dari logam A