Suhu dan Pembahasan Soal Ujian - Portal Info

SUHU DAN  PEMBAHASAN SOAL UJIAN

Pengertian Suhu dan Termometer

Suhu (temperature) merupakan salah satu dari besaran pokok. Suhu  didefinisikan sebagai suatu besaran fisika yang menyatakan panas dinginnya suatu benda atau sistem. Panas atau dinginya suatu benda dapat dirasakan oleh indra peraba, akan tetapi indra peraba tidak dapat digunakan untuk mengetahui kepastian derajat dingin atau panasnya suatu benda. Sehingga indra peraba tidak dapat disebut sebagai alat ukur suhu. Namun tahukan anda alat yang digunakan untuk mengukur suhu?. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Definisi dari termometer (thermometer) adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda atau sistem secara kuantitatif. Nah apakah anda mengetahui bagaimana cara membuat termometer?. Untuk membuat termometer dapat digunakan sebuah labu kaca yang berskala dan diisi cairan didalamnya sehingga dapat memuai secara linear jika ada kenaikan suhu. Ada 2 cairan yang umun digunakan yaitu raksa atau alkohol. Namun yang paling banyak digunakan adalah raksa. Sedangkan termometer dengan menggunakan cairan alkohol tidak bisa digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi karena mempunyai titik didih 78 C, sehingga termometer alkohol digunakan  untuk pengukuran suhu zat yang rendah.

Jenis-jenis Skala Termometer

a.    Skala Celcius

Pada tahun 1701-1744 Anders Celcius menetapakan bahwa pada skala celcius , titik tetap bawah ditandai dengan 0 C, dan titik tetap atas ditandai dengan 100 C. Berdasarkan titik lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air yaitu titik didih atas.

b.    Skala Fahrenheit

Pada tahun 1686-1736, seorang ilmuwan dari jerman bernama Daniel Gabriel mengajukan skala fahrenheit dengan titik tetap bawah ditandai dengan 32 F dan titik tetap atas yaitu ditandai 212 F. Pada fahrenheit menetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah berdasarkan pada titik beku dan titik didih air murni pada tekanan 1 atm.

TF - 32/ TC = 9:5

Dimana:

TF = Suhu dalam skala Fahrenheit

TC = Suhu dalam skala Celcius

 

c.    Skala Kelvin

Pada tahun 1824-1907 seorang fisikawan dari inggris yang bernama Lord William Thomson Kelvin yang mengatakan bahwa pada skala Kelvin, titik tetap bawah ditandai dengan angka 273 K dan titik tetap atas ditandai dengan 373K. Hal tersebut didapatkan pada pengukuran suhu dalam skala Kelvin yaitu berdasarkan pada suhu mutlak nol. Nah bagaimana cara mengetahui konsep suhu mutlak nol tersebut?. Setiap zat terdiri atas partikel-partikel yang bergetar dimana getaran partikel tersebut akan menghasilkan energi kinetik. Dimana energi rata-rata partikel sebanding suhu zat sehingga jika, suhu zat bertambah panas berarti energi kinetik rata-rata partikel zat juga bertambah. Sehingga suhu adalah energi kinetik rata-rata partikel suatu zat.

Energi kinetik dan laju partikel suatu zat akan berkurang seiring dengan turunnya suhu dan ketika suhu mencapai kira-kira -273,15 C gerak partikel akan berhenti, sehingga tidak ada suhu yang bisa diukur lagi. Suhu terndah suatu benda dsebut suhu nol mutlak, dan suhu terendah skala Kelvin ditandai 0 K 273,15 C.

Adapun hubungan antara skala Kelvin dan skala Celsius dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

TK = TC + 273

d.    Skala Reamur

Pada tahun 1683-1757 seorang ilmuwan bernama Rene Antoine Ferchault de Reamur mengatakan bahwa pada skala Reamur, titik lebur es ditetapkan pada angka 0 R. Adapun titik didih air terdapat pada angka 80 R. Dimana antar kedua titik dibagi 80 satuan

Adapun hubungan antara skala Reamur dan skala Celsius dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

TR= 4/5 TC KONVERSI SUHU Perbandingan skala termometer: Hubungan antar keempat skala tersebut adalah: C    : R     : (F- 32) : (K - 273) 100 : 180 : 80        : 100 (skala masing-masing dibagi 20) 5     : 4     : 9          : 5 C/5 = R/4 = F - 32/9 = K - 273/5

Dibawah ini adalah tabel untuk mengonversi suhu dalam berbagai skala antara lain:

Skala	Celsius	Fahrenheit	Kelvin	Reamur
Celsius		(TF-32)	TC=TK-273	TC= TR
Fahrenheit	TC+32		TF (TK-273)+32	TF (TR+32)
Kelvin	TK= TC+273	TK (TF-32)+273)		TK (TR+273)
Reamur	TR=T C	TR (TF-32)	TR= (TK-273)

Persamaan Konversi skala dari termometer A ke B dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan :

TA   = suhu pada termometer A

TaA = titik didik pada termometer A

TbA = titik beku pada termometer A

TB   = Suhu pada termometer B

CONTOH PEMBAHASAN SOAL SUHU

contoh soal 1

Sebuah logam Y akan melebur pada suhu 270 C. Maka suhu mutlak logam Y ketika melebur adalah....K

Jawab:

 TK = (273+T C)

       = (273+270)

       =  543K

contoh soal 2

Hasil pengukuran termometer celsius menunjukkan suhu air 45 C. Hitunglah suhunya jika diukur dengan menggunakan Skala Fahrenheit, skala Reamur, skala Kelvin...?

Jawab:

Skala Fahrenheit

T F = (TC+32) 

T F = (45)+32) 

      = (81+32) 

      = 113 F

Skala Reamur

T R= 4/5 TC

       = 4/5 . 45

       = 36 R

Skala Kelvin

T K= (TC+273) 

       =(45+273) 

       = 318 K

contoh soal 3

Ketika air membeku, sebuah termometer A menunjukkan skala 50 derajat C dan menunjukkan skala 150 

derajat C ketika air mendidih. Apabila suhu suatu benda menunjukkan skala 40 derajat C, berapakah suhu

benda jika diukur dengan termometer B?

jawab: 

contoh soal 4

Ketika mengukur air membeku, termometer A dan B menunjukkan masing-masing 40 derajat A dan -50 

derajat B. Ketika mengukur air mendidih masing-masing menunjukkan angka 140 derajat A dan 230

derajat B. Apabila suatu benda dapat diukur suhunya sebesar 50 derajat A, tentukan skala yang

ditunjukkan pada termometer B

jawab: