Suhu dan Perubahannya

Sudah mengerti tentang termometer? Apa saja jenis – jenis termometer? Sudah mengerti tentang pemuaian? Pemuaian dapat terjadi pada benda apa? Kalau belum mengerti, wajib banget nih buat baca blog ini. Disini ada materi yang singkat tapi lengkap loh? Mudah dipahami juga. Yuk, baca sama – sama. Melalui materi pembelajaran di blog ini, Sobat elpedia akan mampu:

1. Menjelaskan pengertian tentang termometer.
2. Menyebutkan jenis-jenis termometer.
3. Menentukan nilai pemuaian pada benda.

Ringkasan materi kali ini berisi tentang Suhu, Skala Termometer dan Pemuaian.

Apa sih Suhu itu? untuk lebih jelasnya yuk kita baca!

Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Alat untuk mengukur suhu disebut termometer. Berdasarkan zat pengisinya, termometer ada 3 jenis :

1. Termometer zat cair
2. Bimetal dan
3. Kristal cair.

Berdasarkan zat pengisinya, termometer ada 3 jenis:

Termometer zat cair yaitu menggunakan zat cair sebagai pengisi termometer. Zat cair yang digunakan yaitu raksa dan alkohol. Kelebihan raksa : membeku pada suhu -38°C dan mendidih pada suhu >350°C.

Kelemahan : raksa sangat beracun, berbahaya ketika termometer pecah. Kelebihan alkohol untuk pengisi termometer : bisa diberi warna merah atau biru, rentang suhunya tergantung jenis alkohol yang digunakan contohnya :

1. Toluen : titik beku - 90°C, titik didih 100°C
2. Etyl alkohol : titik beku -110°C, titik didih 100°C

Contoh dari termometer zat cair : termometer laboratorium dengan titik beku -10°C, titik didih 110°C dan termometer badan dengan rentang suhu 35°C sampai dengan 42°C.

Termometer bimetal yaitu menggunakan 2 logam yang jenisnya berbeda kemudian didekatkan. Ketika suhunya tinggi, maka logam yang lebih panjang akan melengkung. Hal ini dimanfaatkan dalam pembuatan termometer.

Termometer kristal cair yaitu kristal yang dapat berubah warna jika suhunya berubah. Kristal ini dikemas dalam plastik tipis dan digunakan untuk mengukur suhu tubuh, akuarium dan sebagainya.

Contoh lain termometer :

1. Termometer badan untuk mengukur suhu badan,
2. Termometer dinding untuk mengukur suhu ruangan
3. Termometer maksimum-minimum untuk mengukur suhu ditempat terbuka.

Termometer memiliki 4 skala yaitu : Celcius (°C), Reamur (°R), Fahrenheit (°F), dan Kelvin (K). Namun, yang umum digunakan pada termometer yaitu Celcius. Sedangkan skala menurut sistem internasional (SI) yaitu Kelvin. Skala Kelvin menggunakan nol mutlak. Pada suhu 0 Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda.

Skala termometer memiliki perbedaan yaitu pada titik tetap bawah dan titik tetap atas seperti pada gambar berikut.

Perbedaan skala tersebut menghasilkan perbandingan yaitu :

°C : °R : °F : K = 100 : 80 : 180 : 100
°C : °R : °F : K = 5 : 4 : 9 : 4

Dengan memperhatikan titik tetap bawah (dibandingkan mulai dari nol semua), perbandingan suhunya yaitu :

T_C : T_R : (T_F – 32) : (T_K – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

Masih bingung, Bagaiman cara mengkonversi satuan suhu? simak video berikut!

Untuk memperkuat pemahaman sobat tentang konversi Suhu. Sobat elpedia bisa pelajari contoh soal berikut!

Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40°C. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan:
a. Termometer reamur
b. Termometer fahrenheit
c. Termometer kelvin

Penyelesaian:

Diketahui:
tc = 40°C

Ditanyakan: tR, tF, dan T

Jawab:
a. Mengubah skala celcius ke reamur
perbandingan skala termometer reamur dan celcius adalah sebagai berikut.

Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya adalah 32°R.

b. Mengubah skala celcius ke fahrenheit
perbandingan skala termometer fahrenheit dan celcius adalah sebagai berikut.

Jadi, ketika diukur dengan termometer fahrenheit, suhunya adalah 104°F.

c. Mengubah skala celcius ke kelvin
untuk mengkonversi satuan suhu dari celcius ke kelvin kita langsung saja menggunakan rumus berikut.

Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 313°K.

Nah itulah penjelasan materi seputar Pemuaian, semoga bermanfaat dan menjadikan sobat lebih suka terhadap ilmu fisika.

Seperti apa pengertian pemuaian. Sobat bisa pelajari dan pahami pada penjelasan di bawah ini!

Pemuaian adalah perubahan benda akibat dari bertambahnya suhu. Ketika suhu berubaha menjadi terlalu panas atau terlalu dingin maka ada benda tertentu yang mengalami perubahan. Pemuaian dibagi menjadi 3 yaitu pemuaian zat padat, cair dan gas.

Pemuaian zat padat terjadi apabila zat padat dipanaskan, apabila didinginkan maka akan menyusut. Pemuaian terjadi pada semua bagian benda yaitu panjang, lebar, dan tebal. Contoh pemanfaatan pemuaian zat padat yaitu pada bimetal. Bimetal dimanfaatkan pada termostat.

Prinsip kerja termostat yaitu : jika udara di ruangan dingin, keping bimetal akan menyusut, membengkok dan menyentuh logam biasa sehingga saling bersentuhan. Sentuhan tersebut menyebabkan rangkaian tertutup dan menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat.

Jika menginginkan ruangan dingin, cara kerjanya juga sama yaitu : saat ruangan panas, termostat bengkok dan menghubungkan rangkaian listrik sehingga ruangan menjadi dingin.

Besaran yang menentukan pemuaian zat padat adalah koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang zat padat adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat itu jika suhunya dinaikkan 1°C.

Contoh koefisien muai panjang zat padat yaitu apabila muai panjang kaca 9 x 10 ^-6/°C berarti jika 1 meter kaca suhunya bertambah 1°C maka panjang kaca bertambah 9 x 10 ^-6 meter. Contoh lain koefisien muai panjang seperti tabel berikut.

1. Rumus Pemuaian Panjang

∆L = L₀ α ∆T

L = L₀ (1 + α ∆T)

Dimana
L = panjang akhir (m)
L₀ = panjang mula mula (m)
∆L = perubahan panjang (m)
α = koefisien muai panjang (/⁰C)
∆T = perubahan suhu (⁰C)

2. Rumus Pemuaian Luas

∆A = A₀ β ∆T

A = A₀ (1 + α ∆T)

Dimana
A = luas akhir (m²)
A₀ = luas mula mula (m²)
∆A = perubahan luas (m²)
β = koefisien muai luas (/⁰C)
∆T = perubahan suhu (⁰C)

3. Rumus Pemuaian Volume

∆V = V₀ α ∆T

V = V₀ (1 + α ∆T)

Dimana
V = volume akhir (m³)
V₀ = volume mula mula (m³)
∆V = perubahan volume (m³)
γ = koefisien muai volume (/⁰C)
∆T = perubahan suhu (⁰C)

4. Rumus Perbandingan Koefisien Muai Zat

β = 2α

γ = 3α

Selanjutnya untuk mengetahui sejauh mana pemahaman kita tentang materi pemuaian zat mari kita latihan soal dibawah ini.

Sebuah baja memiliki panjang 1200 cm. Berapakah panjang akhir baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C? (αbaja= 12 × 10^-6 °C^-1)

Diketahui
L0 = 1200cm = 1.2m
∆T = 50°C
αbaja= 12 × 10-6 °C^-1

Penyelesaian
L = L0 + ∆L
∆L = L0 αbaja ∆T
L = 1.2 + 1.2 12 × 10^-6 50
L = 1.2 + 720 x 10^-6
L = 1.20072 m
Jadi panjang akhir baja tersebut adalah 1.20072 m

Nah itulah penjelasan materi seputar Pemuaian, semoga bermanfaat dan menjadikan sobat lebih suka terhadap ilmu fisika.