Rumus Untuk Menentukan Skala Suatu Termometer + Contoh Soal dan Pembahasan (Materi SMP)
https://juniorsciences.blogspot.com/2017/12/menentukan-skala-termometer.html
Daftar Materi IPA Terpadu
Advertisement
Suhu badan, suhu ruangan, suhu dalam satu hari, dan berbagai suhu pada benda lainnya dapat diukur dengan menggunakan termometer sehingga diketahui angka besarnya suhu tersebut. Hal ini disebabkan pada dinding kaca termometer diberi skala dengan memberi tanda titik atau garis yang disebut titik referensi. Setiap titik referensi itu selanjutnya diberi angka. Ada dua titik tetap sebagai standar pembuatan skala titik referensi itu, yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas.
Cara Pembuatan Skala Termometer
Jenis termometer yang paling banyak digunakan adalah termometer zat cair. Termometer zat cair bekerja berdasarkan pemuaian zat cair. Maka diperlukan zat cair yang mempunyai spesifikasi khusus, antara lain dikenai panas cepat memuai, jika panasnya berkurang mudah menyusut. Skala yang digunakan untuk mengetahui derajat panas benda yang diukur dibuat di antara pemuaian maksimal (titik tetap atas) dengan penyusutan maksimalnya (titik tetap bawah).
Untuk membuat skala termometer terlebih dahulu harus ditentukan titik tetap atas dan titik tetap bawahnya, kemudian ditentukan jumlah skalanya. Misalnya, pada termometer Celcius ditentukan sebagai berikut.
■ Titik tetap bawah yang digunakan adalah es yang sedang mencair (es yang sedang melebur) pada tekanan 1 atm. Titik tetap bawah diberi angka 0 (nol).
■ Titik tetap atas yang digunakan adalah air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm. Titik tetap atas diberi angka 100.
■ Antara angka 0 sampai 100 dibuat skala 100 masing-masing skala mewakili 10C.
Batas bawah dan batas atas yang digunakan pada termometer celcius adalah es yang sedang melebur dan air yang sedang mendidih, karena pada saat melebur atau mendidih sedang terjadi perubahan wujud zat. Pada saat perubahan wujud zat suhunya tidak mengalami perubahan (suhunya tetap).
Berdasarkan ketentuan batas bawah dan batas atas dari suatu termometer, kita dapat menentukan skala termometer sesuai dengan keinginan kita dan dapat mengkonversikan ke dalam skala celcius atau skala termometer yang lain, misalnya untuk termometer celcius menggunakan 100 skala sedangkan termometer Reamur menggunakan 80 skala. Konversi suhu termometer celcius dengan reamur perbandingannya adalah:
tR
|
=
|
80
|
atau
|
tR
|
=
|
4
|
tC
|
100
|
tC
|
5
|
Contoh:
Benda dengan suhu 500C apabila diukur menggunakan termometer reamur suhunya adalah 400R perhitungannya adalah:
tR
|
=
|
4
|
×
|
tC
|
=
|
4
|
×
|
50
|
=
|
400R
|
5
|
5
|
Rumus untuk Menentukan Skala Termometer
Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama. Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Perhatikan gambar berikut ini.
Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer. Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.
Tx – Xb
|
=
|
Ty – Yb
|
Xa – Xb
|
Ya – Yb
|
Keterangan:
Xa = titik tetap atas termometer X
Xb = titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu pada termometer X
Ya = titik tetap atas termometer Y
Yb = titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu pada termometer Y
Contoh Soal 1:
Suatu termometer X mengukur suhu es sedang melebur pada −100X dan mengukur suhu air mendidih pada 1100X. Termometer Celcius mengukur suhu benda tersebut adalah 400C. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X?
Penyelesaian:
Diketahui:
Xb = −100X
Xa = 1100X
Tc = 400C
Titik tetap atas termometer Celcius adalah 1000C dan titik tetap bawahnya adalah 00C sehingga:
Ca = 1000C
Cb = 00C
Ditanyakan: Tx
Jawab:
Tx – Xb
|
=
|
Tc – Cb
|
Xa – Xb
|
Ca – Cb
|
Tx – (−10)
|
=
|
40 – 0
|
110 – (−10)
|
100 – 0
|
Tx + 10
|
=
|
40
|
120
|
100
|
100(Tx + 10) = 40 × 120
100Tx + 1000 = 4800
Tx + 10 = 48
Tx = 48 – 10
Tx = 38
Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer X adalah 380X.
Contoh Soal 2:
Suhu es yang sedang melebur dan suhu air mendidih apabila diukur dengan termometer A masing-masing besarnya 100A dan 1300A. Suhu suatu benda diukur dengan termometer skala Fahrenheit sebesar 620F. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer A?
Penyelesaian:
Diketahui:
Ab = 100A
Aa = 1300A
Tf = 620F
Titik tetap atas termometer Fahrenheit adalah 2120F dan titik tetap bawahnya adalah 320F sehingga:
Fa = 2120F
Fb = 320F
Ditanyakan: Ta
Jawab:
Ta – Ab
|
=
|
Tf – Fb
|
Aa – Ab
|
Fa – Fb
|
Ta – 10
|
=
|
62 – 32
|
130 – 10
|
212 – 32
|
Ta – 10
|
=
|
30
|
120
|
180
|
Ta – 10
|
=
|
1
|
120
|
6
|
6(Ta – 10) = 1 × 120
6Ta – 60 = 120
6Ta = 120 + 60
6Ta = 180
Ta = 180/6
Ta = 30
Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer A adalah 300A.
