SUHU

A. Apa itu Suhu?

📌 Definisi:

Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Benda panas memiliki suhu tinggi sedangkan benda dingin memiliki suhu rendah. Suhu dapat diukur secara kuantitatif menggunakan termometer.

Sifat Termometrik Zat:

Termometer merupakan alat ukur suhu yang memanfaatkan sifat termometrik zat (perubahan sifat zat karena adanya perubahan suhu), diantaranya:

1. Pemuaian volume zat cair
2. Hambatan listrik
3. Pemuaian keping bimetal
4. Bed potensial pada termokopel
5. Tekanan gas pada volume tetap
6. Radiasi yang dipancarkan benda

B. Termometer Zat Cair

Termometer zat cair memanfaatkan sifat termometrik zat cair karena perubahan volumenya terhadap suhu.

Prinsip Kerja:

Jika zat cair dipanaskan maka volumenya akan bertambah (memuai), sebaliknya jika didinginkan akan menyusut. Perubahan volume tersebut berada dalam pipa kapiler hampa udara sebagai indikator adanya perubahan suhu. Nilai perubahan tersebut ditetapkan dalam skala.

Bahan Pengisi Termometer Zat Cair:

Bahan pengisi termometer zat cair yang umum digunakan yaitu raksa dan alkohol.

🌡️ Termometer Raksa

Kelebihan:

• Warna mengkilap sehingga mudah dibaca
• Tidak membasahi dinding kaca
• Jangkauan cukup besar (-40°C hingga 350°C)
• Peka terhadap perubahan suhu
• Pemuaian volumenya berubah secara teratur

Kekurangan:

• Beracun (bahaya jika pecah)
• Tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah
• Harganya relatif lebih mahal

🧪 Termometer Alkohol

Kelebihan:

• Mengalami perubahan volume yang besar untuk kenaikan suhu yang kecil
• Dapat mengukur suhu yang sangat rendah (titik beku -130°C)
• Harganya relatif murah

Kekurangan:

• Titik didihnya rendah (78°C)
• Tidak berwarna (perlu pewarna tambahan)
• Membasahi dinding kaca

⚠️ Mengapa Air Tidak Digunakan sebagai Pengisi Termometer?

1. Air membasahi dinding kaca sehingga sulit dibaca
2. Tidak berwarna (sulit dilihat perubahannya)
3. Jangkauan suhu terbatas (0°C - 100°C)
4. Pemuaian volumenya tidak teratur karena air mengalami anomali pada suhu 4°C

C. Skala pada Termometer

Termometer yang dikenal diantaranya: Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.

Perbandingan skala termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin

Skala	Penemu	Titik Tetap		Skala	Satuan
		Bawah (°)	Atas (°)
Celcius	Anders Celsius (Swedia)	0°	100°	100	°C
Reamur	René Antoine (Prancis)	0°	80°	80	°R
Fahrenheit	Gabriel D. Fahrenheit (Jerman)	32°	212°	180	°F
Kelvin	Lord Kelvin (Inggris)	273°	373°	100	K

Keterangan: Titik tetap bawah = titik lebur es, Titik tetap atas = titik didih air (pada tekanan 1 atm)

Perbandingan Skala:

📝 Latihan Konversi Skala:

1. Konversikanlah skala Celcius berikut ke dalam skala Fahrenheit dan Reamur!

1. 50°C
2. 35°C
3. 85°C

2. Konversikanlah skala Reamur ke dalam Celcius dan Fahrenheit!

1. 20°R
2. 40°R
3. 60°R

3. Konversikanlah skala Fahrenheit ke dalam Celcius dan Reamur!

1. 50°F
2. 77°F
3. 95°F

D. Satuan Suhu dalam SI

Satuan suhu dalam SI (Sistem Internasional) adalah Kelvin (K).

Konsep Energi Kinetik dan Suhu:

Suhu menyatakan ukuran energi kinetik rata-rata partikel. Kelajuan gerak partikel secara bertahap berkurang seiring dengan turunnya suhu.

Pada saat suhu mencapai -273,16°C, gerak partikel-partikel berhenti sama sekali, sehingga pada suhu ini energi kinetik rata-rata partikel adalah nol.

🌡️ Suhu Nol Mutlak

Suhu dimana gerak partikel-partikel berhenti sama sekali disebut suhu nol mutlak atau 0 K.

0 K = -273,16°C

Untuk mempermudah perhitungan, 273,16 dibulatkan menjadi 273

Hubungan Skala Kelvin dan Celcius:

1 skala Kelvin = 1 skala Celcius

📝 Latihan Konversi ke Kelvin:

1. Konversikanlah skala Celcius berikut ke dalam skala Kelvin!

1. 20°C
2. 27°C
3. 45°C

2. Konversikanlah skala Kelvin berikut ke dalam skala Celcius!

1. 287 K
2. 315 K
3. 453 K

E. Sifat Termometrik Zat terhadap Skala Celcius

Perbandingan antara sifat termometrik suatu zat dengan skala Celcius dapat dilakukan dengan menetapkan titik tetap bawah dan titik tetap atas dengan acuan yang sama. Acuan yang digunakan dalam skala Celcius adalah titik lebur dan titik didih air.

Diagram termometer X dengan titik tetap bawah (P₀) dan titik tetap atas (P₁)

Penjelasan:

Misalnya pada titik tetap bawah termometer X adalah P₀ ditetapkan pada saat digunakan untuk mengukur es sedang melebur (0°C). Sedangkan titik tetap atas termometer X adalah P₁ ditetapkan pada saat digunakan untuk mengukur air sedang mendidih (100°C).

Jika kita ingin mengetahui nilai suhu pada termometer X (P_t) saat skala Celcius menunjukkan nilai t°, maka dapat ditentukan dengan rumus perbandingan skala berikut:

Rumus Perbandingan Skala:

📝 Latihan Soal:

Sebuah termometer akan dikaliberasi. Saat termometer digunakan untuk mengukur titik beku air, panjang kolom cairannya adalah 8 cm. Sedangkan saat digunakan untuk mengukur titik didih air, panjang kolom cairannya adalah 33 cm. Jika termometer tersebut digunakan untuk mengukur benda bersuhu 40°C, maka panjang kolom cairannya adalah ... cm.

SOAL LATIHAN

Pilihlah satu jawaban berikut ini yang paling tepat!

Link : Lembar Jawab

Tingkat panas atau dinginnya sebuah benda disebut .... kalor suhu derajat celcius

Satuan suhu dalam SI adalah .... celcius kelvin reamur fahrenheit

Zat cair yang digunakan untuk termometer maksimum dan minimum adalah .... spritus dan air raksa dan alkohol raksa dan spritus air dan alkohol

Berikut ini merupakan keunggulan raksa sebagai pengisi termometer yaitu .... membasahi dinding dapat digunakan untuk mengukur suhu air mendidih 100°C dapat mengukur suhu yang sangat rendah -100°C memiliki perubahan volume yang lebih besar dengan perubahan suhu yang kecil dibandingkan alkohol

Suhu rata-rata orang dewasa sehat adalah .... 27°C 35°C 37°C 39°C

Batas termometer klinis dalam skala celcius yaitu .... 20 - 50 30 - 40 35 - 42 35 - 45

Perbandingan skala termometer berikut yang tepat adalah .... C : F = 5 : 9 R : C = 4 : 9 R : F = 4 : 9 (F-32) : R = 9 : 4

Suhu es yang sedang mencair jika dinyatakan dalam satuan SI adalah .... 0°C 0°F 0 K 273 K

Suhu di bawah ini yang paling tinggi adalah .... 30°C 40°R 90°F 300 K

Termometer Reamur dan Fahrenheit menunjukkan nilai yang sama pada angka .... -40 -25,6 0 25,6

Nilai temperatur A dalam skala Fahrenheit dua kali nilainya dalam skala Celcius. Nilai temperatur A adalah .... 160°F 320°F 433°F 593°F

Perbedaan suhu sebesar 15°C sama dengan perbedaan suhu sebesar .... 12°F 27°R 15 K 288 K

Suhu suatu benda berubah dari 40°C menjadi 60°C. Bila dinyatakan dalam skala Fahrenheit, suhu dan perubahan suhu tersebut berturut-turut adalah .... 72°F, 108 °F, 36°F 72°F, 108 °F, 68°F 104°F, 140 °F, 36°F 104°F, 140 °F, 68°F

Termometer X di dalam es mencair menunjukkan pembacaan -20°X dan pada air mendidih menunjukkan pembacaan 130°X. Pada saat termometer skala Celcius dan Fahrenheit menunjukkan pembacaan yang sama, maka termometer X akan menunjukkan pembacaan .... -32°X -60°X -80°X -120°X

Suhu sebuah benda menurut termometer Celcius dan termometer A berturut-turut yaitu 40°C dan 60°A. Satu derajat Celcius sama dengan 0,8 derajat menurut termometer A. Dengan demikian, menurut termometer A pada tekanan udara 1 atm es mencair pada suhu .... 0°A 10°A 28°A 32°A