Suhu
1.
Pengertian
Suhu
1. Suhu
merupakan besaran pokok, diartikan sebagai derajad panas suatu benda dan dalam
sistem satuan internasional dinyatakan dalam satuan kelvin (K).
2. Dinegara
kita untuk menyatakan besaran suhu dengan satuan derajad celcius (°C), misalnya:
a) suhu
badan anak yang menderita demam 39°C
b) Suhu
air sumur besarnya 27°C
c) Suhu
air yang sedang mendidih pada tekanan normal 100°C
3. Untuk
lebih memahami tentang pengertian suhu marilah kita lakukan kegiatan sebagai
berikut:
Keterangan gambar :
- Ketika kamu memasukkan tangan kananmu ke
ember A, ternyata tanganmu terasa dingin. Sedangkan tangan kiri yang kamu
masukkan pada ember C, terasa hangat.
-
Ketika kamu memindahkan kedua telapak
tanganmu dengan cepat dan memasukannya pada ember B, ternyata tangan kanan yang
tadinya merasakan dingin akan berubah merasakan hangat, sedangkan tangan kiri
yang tadinya merasakan hangat akan terasa dingin.
4. Kegiatan
seperti gambar di atas menunjukkan bahwa perasaan manusia bukan merupakan alat
ukur suhu yang baik. Terbukti suatu benda bias bersuhu lebih tinggi dan juga
bias bersuhu lebih rendah tergantung pembandingnya. Perasaan manusia hanya
dapat mengukur suhu secara kualitatif misalnya suhu tinggi, suhu rendah, panas,
sejuk, dingin dan lain-lain.
2.
Pengukuran
Suhu
1. Alat
untuk mengukur suhu secara kualitatif yaitu termometer. Termometer yang umum
digunakan adalah thermometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah
raksa atau alcohol.
Prinsip kerja dari termometer adalah
keseimbangan derajat suhu. Termometer akan menerima kalor dari lingkungan sekitar/ benda yang akan diuji. Secara alamiah, kalor
akan mengalir dari derajat yang lebih tinggi ke derajat yang lebih rendah sampai
suhu kedua benda sama. Konsep ini dikenal juga sebagai Azas Black atau juga Hukum
1 Termodinamika.
2. Dasar
pembuatan termometer yaitu perubahan volume maksudnya jika sebuah termometer digunakan
pada suhu yang lebih tinggi zat cair yang ada pada pipa kaca naik atau volume
bertambah dan sebaliknya jika digunakan untuk mengukur suhu yang lebih rendah
zat cair yang ada pada pipa kaca turun (volume berkurang)
Termometer zat cair terbuat dari bahan kaca yang tidak mudah memuai (koefisien muainya kecil), tetapi mudah menyerap panas. Batang kaca biasanya berbentuk silinder, sehingga dapat berperan sebagai lensa cembung, agar memudahkan dalam pembacaan skala pada termometer. Pada bagian bawah terdapat tandon (reservoir) zat cair, sedangkan bagian atasnya berupa pipa kapiler. Jika pada bagian bawah (tandon) dipanaskan, maka zat cair akan memuai, sehingga permukaan zat cair pada pipa kapiler akan naik, sebaliknya jika didinginkan akan menyusut dan permukaan zat cair pada pipa kapiler akan turun.
3. Zat cair yang digunakan harus memiliki sifat antara lain:
· mudah menyerap panas / cepat berubah suhunya ( kalor jenisnya kecil)
· mudah menghantarkan panas (daya hantar panas / konduktivitas panasnya besar)
· cepat mengalami perubahan volume jika mengalami perubahan suhu (koefisien muainya besar)
· pemuaiannya teratur
· tidak membasahi dinding kaca
Jenis
zat cair yang sering digunakan sebagai bahan pengisi termometer yaitu raksa dan
alkohol karena kedua zat cair ini mempunyai kelebihan dan kekurangan
masing-masing sebagai bergaikut :
Kelebihan air raksa :
a. Pemuaian
raksa sangat teratur
b. Cepat
menyesuaikan dengan suhu yang diukur
c. Warna
mengkilat sehingga mudah dilihat
d. Tidak
membasahi dinding kaca
e. Daerah
ukurannya cukup luas karena titik leburnya rendah dan titik didihnya tinggi
(-40°C sampai 350°C)
Kekurangan air raksa
a. Raksa
harganya mahal
b. Raksa
tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya di kutub
utara atau kutub selatan)
c. Raksa
termasuk zat yang berbahaya, jika termometer pecah.
Kelebihan alkohol
a. Alkohol
harganya lebih murah
b. Alkohol
lebih teliti, karena kenaikan suhu yang sangat kecil dapat menyebabkan perubahan
volume yang besar
c. Titik
beku rendah sehingga bias mengukur suhu yang sangat rendah (-114°C)
kekurangan alkohol
a. Titik
didih rendah (78°C),sehingga tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang
tinggi
b. Alkohol
tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu sebelum digunakan
c. Alkohol
membasahi dinding kaca.
Latihan Soal 1
1. Apa pengertian dari suhu?
2. Apa nama alat yang digunakan untuk mengukur suhu?
3. Apa dasar pembuatan termometer?
4. Apa saja keuntungan dan kelemahan raksa untuk mengisi pipa termometer?
5. Apa saja keuntungan dan kelemahan alkohol untuk mengisi pipa termometer?
6. Dengan tujuan apa pipa kapiler pada termometer memiliki lubang yang kecil?
7. Mengapa termometer alkohol tidak bisa digunakan untuk mengukur suhu air mendidih?
3.
Kalibrasi
Termometer
1. Dalam pembuatan termometer diperlukan titik tetap atas dan titik tetap bawah, untuk titik tetap atas digunakan air yang sedang mendidih sedang untuk titik tetap bawah digunakan es yang sedang melebur
2. Untuk mengkonversikan skala termometer yang satu
dengan termometer yang lainnya kita gunakan perbandingan skala kedua termometer
tersebut. Untuk lebih jelasnya kalian perhatikan gambar berikut :
tAx :
titik tetap atas termometer x
tBx : titik tetap bawah termometer x
tx :
suhu pada termometer x
tAy :
titik tetap atas termometer y
tBy : titik tetap bawah termometer y
ty : suhu pada termometer y
3. Berikut
ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer a.
Termometer Fahrenheit
Titik tetap bawah diberi angka 32
dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0°F. Di antara titik tetap atas dan
titik tetap bawah dibagi menjadi 180 skala.
Skala termometer Fahrenheit digunakan untuk mengukur suhu tubuh di negara-negara Amerika.
b.
Termometer Reamur
Titik tetap bawah diberi angka 0 yaitu
suhu campuran antara es dengan air dan titik tetap atas diberi angka
80 yaitu suhu ketika air sedang mendidih. Di antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi
menjadi 80 skala.
Skala termometer Reamur sering
digunakan di berbagai negara Eropa terutama Perancis dan Jerman. Selain itu,
skala Reamur juga sering digunakan pada industri permen dan keju.
c.
Termometer Celcius
Titik tetap bawah diberi angka 0
yaitu suhu campuran antara es dengan air dan titik tetap atas diberi angka
100 yaitu suhu ketika air sedang mendidih. Di antara titik tetap atas dan titik
tetap bawah dibagi menjadi 100 skala.
Skala yang diciptakan oleh Anders
Celcius, hingga saat ini banyak digunakan oleh banyak orang. Tidak hanya itu,
hampir semua termometer tubuh menggunakan skala termometer Anders Celcius.
d.
Termometer Kelvin
Pada termometer Kelvin, titik tetap
bawah diberi angka 0. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang
dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur
dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik
tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi menjadi 100 skala.
4. Cara
menentukan skala untuk termometer Celcius, Reamur dan Fahrenheit digambarkan
sebagai berikut :
Keterangan gambar :
a. Titik
tetap bawah untuk C, R, F dan K besarnya 0°, 0°, 32°, dan 273°
b. Titik
tetap atas untuk C, R, F dan K besarnya 100°, 80°, 212°, dan 373°
c. Perbandingan
skala pada C : R : F : K = 100 : 80 : 180 = 5 : 4 : 9
5. Berbagai
bentuk persamaan yang digunakan dalam perhitungan suhu untuk termometer celcius
(C), Reamur (R), Fahrenheit (F) dan Kelvin sebagai berikut :
a. Diketahui
t°C, maka :
t°R = 4/5 x t°C
t°F = (9/5 x t°C) + 32
b. Diketahui
t°R, maka :
t°C = 5/4 x t°R
t°F = (9/4 x t°R) + 32
c. Diketahui
t°F, maka :
t°C = 5/9 x
(t°F – 32 )
t°R = 4/9 x
(t°F – 32 )
Contoh
Soal
1.
Suhu suatu benda adalah 80°C, berapa
suhu benda tersebut jika dinyatakan dalam °R, °F, dan K
Penyelesaian
a.
t°R =
4/5 x 80
= 4 x 16
= 56°R
b.
t°F
= (9/5 x 80) + 32
=
(9 x 16) + 32
=
144 + 32
=
176°F
c. K
= 80 + 273 = 353 K
2.
Pada suhu berapa skala Celcius dan skala
Fahrenheit akan menunjuk angka yang sama?
Penyelesaian
misal tF
= tC = x
t°F
= (9/5 x t°C) + 32
x = 9/5 x + 32
x - 9/5
x =
32
-
4/5 x =
32
x = - 5/4
x 32
x = - 40
Jadi, skala
Celcius dan skala Fahrenheit menunjukkan angka yang sama pada -40°
3.
Budi menemukan sebuah thermometer baru.
Jika air mendidih pada suhu 170° dan air mulai membeku pada suhu 20° berapa
angka yang oleh thermometer tersebut jika digunakan untuk mengukur suhu air
60°C?
Penyelesaian
Latihan Soal 2
1. Atas dasar apakah titik tetap bawah skala Celcius ditetapkan?
2. Titik tetap atas didasarkan pada suhu saat air mendidih di atas permukaan air laut, berapa derajat celcius titik tetap atas termometer Celcius?
3. Jelaskan yang dimaksud dengan suhu nol mutlak!
4. Atas dasar apa Fahrenheit menetapkan suhu 0°F?
5. Mengapa air tidak dapat dipakai untuk mengisi pipa kapiler pada sebuah termometer?
6. Suhu suatu benda adalah 20°R, berapa suhu benda tersebut jika dinyatakan dalam °C, °F, dan K?
7. Suhu suatu benda adalah 122°F, berapa suhu benda tersebut jika dinyatakan dalam °C, °R, dan K?
8. Suhu suatu benda adalah 313 K, berapa suhu benda tersebut jika dinyatakan dalam °C, °R, dan °F?
9. Pada sebuah
thermometer X, titik beku air adalah -20°X dan titik didih air adalah 250°X.
Bila suhu suatu benda diukur dengan thermometer X menunjuk angka 70°X, berapa
suhunya bila diukur dengan termometer Farenheit?
10. Perhatikan tabel
berikut!
Adi membuat thermometer sendiri, kemudian
disebut thermometer X. Apabila termometer X menunjukkan 30oX, maka
jika diukur dengan termometer Farenheit menujukkan ….
4.
Termometer-termometer
Khusus
Termometer
khusus maksudnya jenis termometer yang hanya dapat digunakan secara khusus
misalnya : termometer demam, termometer industri, termometer maksimum-minimum,
termometer laboratorium, dan termometer dinding.
1.
Termometer Demam atau Termometer Klinis
- Termometer jenis ini hanya digunakan
untuk mengukur suhu badan manusia.
- Angka yang ada pada termometer demam
yaitu 35°C - 42°C.
-
Pada termometer ini bagian bawah pipanya
dibuat menyempit dengan maksud agar raksa yang ada di dalamnya tidak cepat
turun pada saat setelah digunakan sehingga pembacaan dapat lebih teliti
2.
Termometer Maksimum-Minimum
-
Ditemukan oleh Six Bellani dan digunakan
untuk ramalan cuaca
-
Untuk mengukur suhu tertinggi dan suhu
terendah dalam jangka waktu tertentu
-
Memiliki daerah ukur antara -20°C sampai
50°C
3.
Termometer Laboratorium
-
Termometer ini belum memiliki skala dan
digunakan untuk kegiatan di laboratorium’
4.
Termometer Dinding
-
Digunakan untuk mengukur suhu udara pada
sebuah kamar atau ruangan
-
Angka yang ada pada termometer ini
biasanya dari -10°C sampai 110°C
5.
Termometer Optik atau termometer
industri
-
Termometer jenis ini dapat digunakan
untuk mengukur suhu yang sangat tinggi
-
Dasar pembuatan termometer ini
menggunakan perubahan daya hantar listrik dan banyak digunakan dalam dunia
industri.
Soal
Latihan
1. Titik tetap bawah termometer Celcius ditetapkan dengan cara mencelupkan tabungnya ke dalam ....
A. larutan garam
B. es yang sedang melebur
C. campuran es dan garam
D. air yang sedang mendidih
2. Perhatikan gambar!
Suhu
t pada termometer Fahrenfeit adalah ... .
A. 87°F
B. 99°F
C. 131°F
D. 140°F
3.
Suhu nol mutlak adalah . . . .
A. 0°C
B. 0°R
C. 32°F
D. 0
K
4.
Perhatikan
gambar termometer Fahrenheit dan Celcius berikut ini!
Nilai X adalah
... .
A. 63°C
B. 50°C
C. 35°C
D. 27°C
5. Suhu badan seseorang 40°C. Apabila
diukur dengan termometer Reamur menunjuk angka . . . °R
A. 20
B. 32
C. 50
D. 60
6. Pada sebuah thermometer x, titik beku air adalah
10°x dan titik didih air adalah 70°x. Bila suhu suatu benda diukur dengan
dengan skala x adalah 40°x, berapa suhunya bila diukur dengan thermometer
celcius?
A.
24°C
B.
34°C
C.
50°C
D.
60°C
7. Termometer dibuat berdasarkan prinsip
bahwa perubahan suhu dapat menyebabkan . . . .
A. perubahan
volume
B. perubahan
tekanan
C. perubahan
wujud
D. perubahan
massa jenis
8. Rentang skala pada termometer klinis
adalah . . . .
A. 0°C
- 100°C
B. 20°C
- 50°C
C. 35°C
- 42°C
D. 35°C
- 50°C
9. Zat yang digunakan untuk mengisi tabung termometer klinis adalah . . . .
A. alkohol
B. air raksa
C. pewarna
D. air isotonik
10 Raksa digunakan untuk mengisi termometer, karena . . . .
A. pemuainnya
teratur
B. titik
didihnya teratur
C. titik
bekunya tinggi
D. titik
didihnya rendah
11. Termometer raksa tidak dapat digunakan
untuk mengukur suhu di daerah kutub utara bumi, karena . . . .
A. titik
didih raksa tinggi
B. titik
didih raksa rendah
C. titik
beku raksa rendah
D. titik
beku raksa tinggi
12.
Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi
sebaiknya menggunakan termometer ….
A. klinis
B. laboratorium
C. maksimum-minimum
D. industri
13. Suhu suatu benda 77°F.
Jika suhu benda tersebut diukur dengan thermometer celcius, maka akan
menunjukkan suhu . . . .
A. 17°C
B. 25°C
C. 45°C
D. 109°C
14. Suhu
di salah satu ruang kelas adalah 95°F. Jika suhu itu diukur dengan thermometer Celcius, akan menunjukkan
suhu . . . .
A. 28°C
B.
35°C.
C.
63°C
D.
95°C
15. Suhu suatu benda adalah 40°C. Jika suhu itu diukur dengan thermometer Fahrenheit, akan
menunjukkan suhu . . . .
A. 40°F
B. 58°F
C. 104°F
D.
122°F
16. Seorang
siswa mengukur suhu minyak dengan termometer Celcius dan Fahrenheit seperti
gambar.
Suhu t pada termometer Celcius adalah ... .
A. 144°C
B.
132°C
C.
80°C.
D.
64°C
17. Seorang siswa mengukur
suhu minyak dengan termometer Celcius dan Fahrenheit seperti gambar.
Suhu p pada termometer
Celcius adalah ... .
A. 76°C
B. 72°C
C. 50°C
D. 40°C
18. Perhatikan
gambar termometer berikut!
Angka yang ditunjuk oleh termometer Fahrenheit adalah ... .
A. 122°F
B.
140°F
C.
158°F
D.
176°F.
19. Perhatikan gambar!
Nilai t pada termometer Fahrenfeit adalah ... .
A. 54°F
B. 65°F
C. 76°F
D. 86°F
20. Perhatikan gambar!
Nilai t pada termometer Fahrenfeit adalah ... .
A. 92°F
B. 108°F
C. 122°F
D. 140°F
21. Angka Celcius sama dengan Fahrenheit pada suhu . . . .
A. – 40
B. – 20
C.
20
D. 40
22. Pada sebuah thermometer x,
titik beku air adalah 10°x dan titik didih air adalah 70°x. Bila suhu suatu
benda diukur dengan thermometer celcius 40°C, berapa suhunya bila diukur dengan
termometer x?
A.
14°x
B.
24°x
C.
34°x.
D.
50°x
23. Pada sebuah thermometer B, titik beku air adalah 20°B dan titik didih air adalah 170°B. Bila suhu suatu benda diukur dengan thermometer B menunjuk angka 65°B, Suhu benda bila diukur dengan termometer Celcius adalah . . . .
A. 30°C
B. 77,5°C
C. 97,5°C
D. 117,5°C
24. Aldi melakukan percobaan
membuat termometer, dan menandai suhu es yang sedang mencair sebagai angka 20oX,
dan suhu air mendidih sebagai angka 100oX seperti gambar berikut:
Ia membandingkan termometer buatannya
dengan termometer Reamur. Jika suhu suatu benda ditukur dengan termometer
Reamur menunjuk angka 60oR, maka suhu yang ditunjukkan termometer X
adalah ....
A.
40o X
B.
60o X
C.
80o X
D.
100o X
25. Pada sebuah thermometer y,
titik beku air adalah 50°y dan titik didih air adalah 200°y. Bila suhu suatu
benda diukur dengan thermometer celcius 60°C, berapa suhunya bila diukur dengan
termometer y?
A.
40°y
B.
90°y
C.
110°y
D.
140°y.
SOAL ONLINE
0 Response to "Besaran Suhu, materi pelajaran IPA SMP Kelas 7 Kurikulum Merdeka"
Post a Comment