bahan ajar KOMPETENSI DASAR 2

SUHU DAN PENGUKURANNYA

Kompetensi dasar 1.2: Mendeskripsikan pengertian suhu dan pengukurannya

A.  SUHU

Saat turun hujan maka suhu udara di tempat kita akan terasa dingin.

                 Benda yang panas mempunyai suhu lebih tinggi dibandingkan dengan benda yang dingin. Panas dinginnya suatu benda tidak dapat diukur oleh perasaan manusia. Hal itu disebabkan penaian panas atau dingin bagi setiap orang berbeda dan bergantung dari keadaan tangan saat mengukur suhu. Suhu merupakan derajat panas suatu benda. Kenaikan suhu benda antara lain disebabkan adanya penambahan kalor. Tangan bukan merupakan pengukur suhu yang baik, maka digunakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dan menyatakannya dengan angka, alat tersebut adalah termometer. Meningkatnya suhu permukaan bumi akan menyebabkan efek rumah kaca. Peristiwa efek rumah kaca dapat digambarkan sebagai berikut:

                            Gambar 1.2 gambar efek rumah kaca akibat meningkatnya suhu

B.   TERMOMETER

Termometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Prinsip dasar pembuatan termometer adalah perubahan volume zat cair jika dipanaskan (diberi kalor). Termometer yang berada di laboratorium dibuat dari tabung kaca yang berisi zat cair.

Zat cair yang biasa digunakan untuk mengisi termometer adalah air raksa dan alkohol. Keunggulan air raksa sebagai pengisi tabung termometer adalah:

1.      Tidak membasahi dinding

2.      titik bekunya rendah

3.      titik didihnya tinggi sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang rendah dan suhu yang tinggi

4.      cepat menerima dan melepas panas (kalor)

Ruang Diskusi

Carilah alasan sebanyak mungkin, mengapa air tidak digunakan untuk mengisi pipa termometer!

1.        Jenis-jenis Termometer

a.    Termometer Zat Cairan

     Termometer ini terdiri atas termometer laboratorium, termometer klinis, dan termometer maksimum-minimum.

1.    Termometer klinis

     Digunakan untuk mengukur suhu badan manusia dan biasanya digunakan di bidang kesehatan.

2.    Termometer maksimum-minimum

     Digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan terendah dalam jangka waktu tertentu.

                               Gambar 1.3 gambar termometer zat cair

b.    Termometer Zat Padat

     Termasuk termometer ini adalah termometer termokopel dan termometer hambatan  Prinsip kerja termometer termokopel terletak pada potensial. Jika ujung termometer disentuhkan pada benda yang akan diukur suhunya maka akan terjadi beda potensial yang kemudian dikonversikan dengan suhu.

                                                                              (a)

                                                                         (b)  

Gambar 1.4 Gambar termometer termokopel (a) dan termometer hambatan (b)

c.    Termometer Gas

     Prinsip kerja termometer ini adalah besar tekanan gas dalam tabung tertutup dengan volume tetap. Nilai tekanan yang di tunjukan termometer kemudian dikonversi dengan suhu benda yang diukur.

                                   Gambar 1.5 Gambar termometer gas

d.   Termometer Optik

     Penggunaan  termometer optik untuk menentukan suhu benda yang sangat tinggi dan berkilau. Kecerahan dan warna cahaya dari benda menentukan besar suhu benda tersebut.

                                         Gambar 1.6 Gambar termometer  optik

2.        Skala Termometer

Agar suhu dapat dinyatakan secara kuantitatif, maka termometer perlu diberi skala. Untuk menetapkan skala suatu termometer, diperlukan suatu patokan yang disebut dengan titik tetap. Ada dua macam titik tetap, yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas.

Ada beberapa jenis termometer, yaitu termometer celcius, termometer fahrenheit, dan termometer reamur. Masing-masing termometer memiliki perbandingan skala sebagai berikut. Perbedaan titik tetap bawah dan titik tetap atas pada:

1)        Termometer Celcius         = 100⁰-0⁰

Skala               = 100⁰

2)        Termometer Fahrenheit    = 212⁰-32⁰

Skala               = 180⁰

3)        Termometer Reamur        = 80⁰-0⁰

Skala               = 80⁰

perbandingan skala termometer C:F-32:R=100:180:80 atau C:F-32:R=5:9:4.

                                                Tabel 1.5 tabel konversi suhu

           

                              

                                               Gambar 1.7 perbandingan skala pada termomete

Untuk mengubah skala yang satu dengan skala yang lain, dapat digunakan cara perbandingan

skala sebagai berikut:

Termometer Celcius dengan Termometer Fahrenheit

t⁰C =5/9  (t⁰F-32)           t⁰C =9/5  . t⁰C+32   

Contoh

 t⁰F      = 50⁰F                         t⁰C       = 10⁰C

 50⁰F    = . . .⁰C                        10⁰C    = . . .⁰F

            = 5/9 (t⁰F-32)                            =9/5 . t⁰C+32

            = 5/9 (50-32)                                  =  . 10 + 32

            =5/9  (18) = 10⁰C                           = 18 + 32 = 50⁰F

Termometer Celcius dengan Termometer Reamur

t^oC = 5/4 . t^oR                  t⁰R = 4/5 . t⁰C

Contoh

t⁰R       = 40⁰R                        t⁰C       = 100⁰C

40⁰R    = . . .⁰C                        100⁰C  = . . .⁰R

            = 5/4 . t^oR                                   = 4/5 . t⁰C

            = 5/4.40⁰                                                =4/5  . 100⁰

            = 50⁰C                                     = 80⁰R

Termometer Fahrenheit dengan Termometer Reamur

t⁰F =  9/4  . t⁰R + 32     t⁰R = 4/9 . (t⁰F - 32)                   

Contoh

t⁰F       =  77⁰F                                   t⁰R       = 80⁰R

77⁰F     = . . . ⁰R                                   80⁰R    =  . . . ⁰F

            = 9/4  . (t⁰F - 32)                         =  4/9  . t⁰R + 32

            = 9/4  . (77⁰ - 32)                        = 4/9  . 80⁰ + 32

            =  9/4  . 45⁰ = 20⁰R                      =180⁰ + 32 = 212⁰F

Sedangkan hubungan antara skala Kelvin dengan skala Celcius dituliskan sebagai berikut:

t⁰C = t + 273 K        t⁰K = t – 273⁰C

            Glosarium

Termometer : alat yang digunakan untuk mengukur suhu Termokopel : termometer zat padat Titik tetap atas            : patokan suhu yang paling tinggi

            Uji kompetensi

            Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

1.      Apa keunggulan air raksa dibanding dengan zat cair lainnya untuk mengisi tabung termometer?

2.      Suhu suatu benda diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukan skala 77⁰F. Berapakah suhu benda itu jika diukur dengan termometer Celcius?

3.      Berapakah suhu-suhu berikut ini  bila dinyatakan dengan skala Kelvin:

a.       75⁰F                 c. 86⁰R

b.      28⁰C                d. 48⁰F

4.      Apakah prinsip dari termometer termokopel?

5.      Sebutkan sedikitnya empat ciri yang sangat penting untuk dimiliki oleh sebuah  termometer!