Suhu: Pengertian, Satuan, Alat Ukur yang Digunakan, Contoh Soal dan Pembahasan (Materi SMP)
https://juniorsciences.blogspot.com/2017/11/definisi-satuan-dan-alat-ukur-suhu.html
Daftar Materi IPA Terpadu
Advertisement
Benda-benda di sekitar kita banyak yang sangat terpengaruh oleh perubahan panas. Salah satu contohnya adalah panas dapat mengubah wujud zat, misalnya es yang terkena panas dapat berubah wujud menjadi air. Air diberi panas terus menerus dapat berubah wujud menjadi uap air. Bimetal apabila diberi panas akan melengkung. Logam-logam apabila diberi panas akan bertambah panjang dan sebagainya.
Secara sadar maupun tidak setiap hari kita selalu berhadapan dengan panas atau dinginnya sebuah benda, yang merasakan adalah indera peraba yang ada di kulit kita. Kulit kita juga dapat mendeteksi keadaan panas udara di sekitar kita. Apabila malam hari kulit kita merasakan dinginnya udara, sedangkan pada siang hari kulit kita merasakan adanya panas udara di sekitar kita.
Walaupun kulit kita dapat merasakan adanya perbedaan panas, tetapi saraf kita hanya mampu menahan perbedaan panas yang relatif kecil. Saraf kita akan segera mengalami kerusakan apabila menahan perbedaan panas yang relatif besar. Untuk menghindari kerusakan saraf biasanya kita melakukan penyesuaian.
Jika kita mengalami kedinginan yang sangat, maka kita akan segera menyesuaikannya dengan berbagai cara, misalnya menggunakan pakaian tebal, minum yang hangat atau memanaskan udara di sekitar kita. Sebaliknya apabila kita mengalami kepanasan maka akan segera menyesuaikannya dengan cara mengurangi pakaian yang kita kenakan, memakai kipas angin, atau mendinginkan udara di sekitar kita menggunakan air conditioner (AC).
Kalian tentunya dapat memprediksi, dapatkah tangan kita digunakan untuk mengukur suhu?
Pengertian Suhu dan Satuannya
Kita sering salah mengartikan atau tidak tahu perbedaannya antara suhu dengan kalor/panas. Sebelum abad ke-17 banyak yang berpendapat bahwa kalor merupakan sebuah zat (benda) yang dapat mengalir atau dapat berpindah dari suatu benda ke benda yang lain, yaitu dengan cara mengalir dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang bersuhu rendah jika kedua benda disentuhkan. Pendapat tersebut banyak ditentang oleh para ilmuwan, berdasarkan bukti-bukti empirik yang berhasil dikumpulkannya.
Apakah yang dimaksud dengan suhu? Bagaimana membuktikan bahwa kalor bukan merupakan sebuah zat?
Sebelum memahami istilah-istilah yang berhubungan dengan suhu terlebih dahulu kita harus memahami pengertian zat. Definisi zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Kenyataannya adalah ketika benda diberi kalor (dari benda dingin menjadi benda panas) ternyata benda tersebut tidak bertambah massanya. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kalor bukan merupakah sebuah zat. Teori yang berkembang dan dipakai sampai sekarang adalah:
Kalor merupakan bentuk dari sebuah energi.
|
Apabila tangan kita menyentuh es, maka akan terasa dingin karena es mempunyai suhu rendah. Jika tangan kita menyentuh air yang mendidih akan terasa panas karena air panas mempunyai suhu yang tinggi. Jadi:
Suhu adalah keadaan panas dinginnya suatu benda atau derajat panas suatu benda.
|
Suhu merupakan salah satu besaran pokok. Satuan suhu dalam Sistem Internasional (SI) adalah Kelvin (K), satuan suhu lainnya yang sering digunakan adalah celcius (0°C), reamur (0°R) dan fahrenheit (0°F). Dalam kehidupan sehari-hari di negara kita menggunakan satuan 0°C (derajat celcius), sedangkan beberapa negara Eropa, seperti Negara Inggris menggunakan satuan 0°F (derajat fahrenheit).
Untuk mengubah satuan suhu dan Celcius menjadi Kelvin dan sebaliknya, dapat menggunakan rumus konversi satuan berikut.
T K = (T°C + 273) K
T°C = (T K – 273)°C
Contoh Soal:
Suhu suatu zat apabila dinyatakan dalam satuan Kelvin sebesar 412 K. Berapakah suhu zat tersebut apabila dinyatakan dalam satuan Celcius?
Jawab:
T°C = (T K – 273)°C
T°C = (412 – 273)°C
T°C = 139°C
Jadi dalam satuan Celcius, suhu zat tersebut adalah 139°C.
Alat Ukur Suhu
Kita kembali lagi ke pertanyaan awal yaitu dapatkah tangan kita digunakan untuk alat mengukur suhu? Untuk mengetahuinya, silahkan kalian lakukan percobaan sederhana berikut ini.
■ Sediakan tiga wadah untuk menampung zat cair, misalkan botol, toples atau ember.
■ Isilah botol pertama dengan air es, botol kedua dengan air, dan botol ketiga dengan air hangat.
■ Masukkan tangan kanan kalian ke air es (botol 1) dan tangan kiri ke air hangat (botol 3). Apa yang kalian rasakan pada tangan kiri dan tangan kanan?
■ Angkatlah kedua tangan, kemudian masukkan secara bersama-sama pada air biasa (botol 2). Apakah yang kalian rasakan pada tangan kiri dan tangan kanan?
■ Samakah keadaan panas air yang dirasakan oleh tangan kanan dan tangan kiri? Mengapa demikian? Buatlah kesimpulan hasil pengamatan kalian.
Apabila kalian perhatikan, ternyata ketika tangan kiri dimasukkan ke air hangat, tangan kiri terasa hangat. Sedangkan tangan kanan yang dimasukkan ke air es, tangan kiri terasa dingin tetapi ketika keduanya sama-sama dimasukkan ke air biasa, tangan kanan dan kiri tidak dapat merasakan hal yang sama. Tangan dari botol hangat masuk ke air biasa terasa dingin, sedangkan tangan dari botol berisi es terasa lebih hangat.
Fakta tersebut membuktikan bahwa indera peraba manusia tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu suatu benda dengan tepat. Karena indera peraba tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat maka dibuat alat yang diberi nama termometer. Termometer yang paling banyak digunakan adalah termometer zat cair.
Termometer adalah alat untuk mengukur suhu (derajat panas) suatu benda.
|
Termometer digunakan untuk mengukur tinggi rendahnya suhu suatu benda. Tinggi rendahnya suhu suatu benda ditunjukkan dengan pemuaian zat di dalam termometer. Makin tinggi suhu suatu benda, makin tinggi pula penunjukkan skala pada termometer.
Perhatikan gambar di atas. Sebuah termometer raksa memiliki lubang pipa kapiler. Lubang pipa kapiler berfungsi agar termometer peka terhadap pemuaian raksa meskipun kecil. Pentolan di bagian bawah dibuat dari kaca berdinding tipis. Selain berfungsi sebagai tandon raksa, dinding pentolan yang tipis juga dapat menghantarkan kalor dari sesuatu yang diukur ke raksa yang berada dalam pentolan.
Pipa kapiler termometer dilindungi tangkai kaca berdinding tebal. Tangkai ini berfungsi sebagai lensa pembesar sehingga memungkinkan penunjukkan skala dapat dibaca dengan akurasi (ketepatan) yang tinggi. Umumnya, zat cair yang mengisi termometer adalah raksa. Mengapa? Karena raksa mempunyai beberapa keunggulan atau kelebihan, antara lain sebagai berikut.
■ Cepat menyerap panas dari benda yang diukur suhunya.
■ Pemuaian teratur.
■ Daerah ukurnya besar karena raksa baru akan membeku pada suhu −39°C dan baru akan mendidih pada suhu 375°C.
■ Tidak membasahi dinding kaca.
■ Warnanya mengkilap sehingga mudah dilihat.
Selain memiliki beberapa keunggulan, raksa juga memiliki kelemahan atau kekurangan yaitu sebagai berikut.
■ Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu lebih rendah dari −39°C, padahal suhu di kutub utara dan selatan lebih rendah daripada suhu tersebut.
■ Raksa berharga mahal.
■ Bila tabungnya pecah, raksa sangat berbahaya.
Selain raksa, zat cair yang juga digunakan untuk mengisi termometer adalah alkohol. Termometer alkohol mempunyai keuntungan, antara lain sebagai berikut.
■ Alkohol dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah sampai −114°C.
■ Alkohol lebih murah jika dibandingkan dengan raksa.
■ Alkohol lebih cepat mengalami pemuaian meskipun kenaikan suhunya kecil sehingga lebih akurat.
Termometer alkohol juga memiliki kelemahan, yakni sebagai berikut.
■ Pemuaiannya kurang teratur.
■ Tidak bewarna sehingga sulit dilihat.
■ Membasahi dinging kaca.
■ Tidak bisa digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi, sebab pada suhu 78°C alkohol sudah mendidih.
