8
B. Suhu
1. Pengertian Suhu
Panasnya udara, dinginnya es, dan hangatnya air menunjukkan derajat suhu suatu benda. Suatu benda
disebut panas berarti benda itu bersuhu tinggi, sebaliknya benda yang dingin berarti bersuhu rendah, dan benda
yang hangat berarti bersuhu sedang. Dengan demikian, suhu dapat diartikan sebagai ukuran tingkat atau derajat
panas atau dinginnya suatu benda.
Tangan tidak dapat dijadikan sebagai alat untuk mengukur besarnya derajat suhu suatu benda. Salah
satu indra peraba kita dapat merasakan panas dan dinginnya benda. Indra tersebut tidak ada kaitannya
dengan besarnya angka derajat suhu. Indra hanya dapat merasakan panas, hangat, dan dingin.
2. Termometer
Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Termometer terdiri dari pipa kaca kapiler yang diisi raksa
atau alkohol yang berwarna. Mengapa zat yang mengisi termometer berupa zat cair? Termometer diisi oleh zat
cair seperti raksa dan alkohol karena volumenya akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Perubahan
volume inilah yang digunakan sebagai acuan dalam pengukuran suhu.
Gambar 1.1 Tangan memiliki indera peraba, tetapi
tidak dapat menentukan besarnya derajat suhu benda.
Gambar 1.2 Bagian-bagian termometer
Pipa kaca skala
ruang hampa udara
raksa
Zat yang mengisi termometer, di antaranya: a.
Raksa, adapun keunggulan raksa sebagai pengisi termometer, di antaranya:
1 Cepat menerima panas 2 Dapat mengukur suhu rendah –39 derajat Celsius dan
mendidih pada suhu 357 derajat Celsius. 3 Mudah dilihat, karena mengkilat.
4 Tidak membasahi dinding kaca termometer. 5 Pemuaiannya teratur.
b. Alkohol, memiliki keunggulan untuk mengukur suhu yang sangat
dingin suhu rendah, karena alkohol membeku pada suhu yang rendah sekali, sekitar –130 derajat Celsius.
Di unduh dari : Bukupaket.com
9
3. Jenis Termometer
Termometer yang sering digunakan dalam kehidupan sehari- hari di antaranya termometer suhu badan, termometer dinding,
serta termometer maksimum dan minimum.
a. Termometer Suhu Badan
Termometer raksa dalam kehidupan sehari-hari biasanya digunakan untuk mengukur suhu badan dan suhu ruangan.
Termometer untuk mengukur suhu badan disebut termometer demam atau termometer klinis. Termometer ini memiliki skala
antara 35 – 42 derajat Celsius °C, karena suhu tubuh manusia tidak akan kurang dari suhu tersebut.
Terdapat pipa kapiler yang dibuat sangat kecil agar perubahan suhu yang tidak begitu besar dapat terlihat dengan jelas dan cepat
diserap raksa. Untuk mengembalikan raksa pada kedudukan asalnya, termometer harus dikibas-kibas terlebih dahulu.
minyak kreosote
suhu minimum
20°C maks
tabung B petunjuk
baja suhu
maksimum min
-20 -10
10 20
30 40
50 C
50 40
30 20
10 -10
-20 C
Gambar 1.3 Termometer Maksimum dan Minimum
b. Termometer Dinding
Termometer dinding sering terdapat di dalam ruangan untuk mengukur suhu ruangan. Termometer ini
dipasang secara tegak pada salah satu dinding ruangan. Skalanya antara –80°C sampai 100°C.
c. Termometer Maksimum dan Minimum
Termometer maksimum dan minimum digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan terendah udara dalam
satu hari. Termometer ini dibuat oleh Six dan Belani, dengan menggunakan raksa dan alkohol sebagai zat
cair yang digunakannya. Termometer ini disebut juga Termometer Six Belani.
4. Menetapkan Skala Suatu Termometer
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.
Bagaimanakah cara membuat skala suatu termometer yang sederhana? Lakukan kegiatan berikut ini, agar kamu dapat
membuat skala suatu termometer.
Di unduh dari : Bukupaket.com
1 0
Menetapkan Skala Suatu Termometer Alat dan Bahan:
1. Termometer raksa yang belum diberi skala 2. Es batu, air panas, satu set alat pemanas, labu didih, gelas dan
corong kaca 3. Kain lap, spidol, kertas milimeter, dan penggaris
Prosedur: 1. Masukkan es ke dalam gelas atau corong kaca, kemudian
masukkan termometer. Biarkan beberapa saat sampai kedudukan raksa stabiltidak turun lagi. Kemudian pada kedudukan raksa
tersebut diberi tanda angka 0 nol dengan spidol. Tanda ini sebagai titik tetap bawah termometer dengan nilai 0°C.
2. Masukkan air panas ke labu didih, kemudian panaskan sampai airnya mendidih. Masukkan termometer ke dalam air yang sedang
mendidih hingga tampak raksa naik dan berhenti pada tempat tertinggi. Selanjutnya beri tanda angka 100 dengan spidol. Tanda
ini sebagai titik tetap atas termometer dengan nilai 100°C.
3. Ambil termometer dan keringkan termometer dengan kain lap. Letakkan termometer di atas kertas milimeter. Dengan bantuan
penggaris, letakkan titik tetap bawah dan titik tetap atas pada kertas milimeter. Bagi jarak antara titik tetap bawah dan titik tetap atas menjadi sepuluh bagian yang sama. Tandai
dengan angka secara berurutan dari titik bagian itu mulai dari 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, sampai 100.
Data dan Pengamatan: 1. Dari penetapan skala tadi, coba kamu ukur suhu pada air panas, dan air dari es yang telah
melebur. Berapa derajat suhunya? 2. Ganti termometer dengan termometer yang telah jadi. Apakah hasilnya sama dengan
termometer buatanmu tadi?
Kegiat an 1. 1
Menurut ahli fisika dari Swedia, Andreas Celcius, titik lebur
es pada tekanan satu atmosfer ditetapkan sebagai suhu titik bawah termometer dengan nilai 0°C. Sedangkan titik didih air sebagai
titik tetap atas termometer ditetapkan pada suhu 100°C. Skala suhu yang ditetapkan seperti ini dan kegiatan yang telah kamu
lakukan tadi disebut skala Celsius.
Sampai sekarang ini dikenal 4 macam skala suhu termometer, yaitu skala suhu Celsius °C, skala suhu Reamur °R, skala suhu
Fahrenheit °F, dan skala suhu Kelvin K. Seperti yang telah dijelaskan di atas, angka 100 dipakai sebagai
skala teratas pada skala suhu Celsius yang menunjukkan derajat panas dari air yang sedang mendidih pada tekanan udara satu
atmosfer 1 atm. Begitu juga angka 0 nol dipakai sebagai skala terbawah es yang sedang mencair pada tekanan udara satu atmosfer
1 atm. Skala suhu Celsius itu sering disebut skala centigrade.
Sir Anders Celsius orang pertama yang
membuat skala suhu termometer pada tahun
1742
Jendela Sains
Di unduh dari : Bukupaket.com
1 1
Gambar 1.4 Perbandingan antara skala
suhu Celsius dan reamur, yaitu 100°C = 80°R,
sehingga 5°C = 4 °R, atau 1°C = 45 °R
Di Prancis, skala suhu termometer menggunakan skala Reamur, sebagai hasil temuan dari
Rene Antoine Ferchault de Reamur. Skala pada Reamur sama seperti pada Celsius, hanya
titik atasnya 80 sebagai derajat panas dari air yang sedang mendidih pada tekanan udara satu atmosfer 1 atm. Begitu juga
angka 0 nol dipakai sebagai skala terbawah dari es yang sedang mencair pada tekanan udara satu atmosfer 1 atm.
Dari perbandingan antara skala suhu Celsius dengan skala suhu Reamur maka keduanya memiliki hubungan yang dapat
dinyatakan dalam bentuk persamaan:
°R =
5 4
x °C °C =
4 5
x °R
Contoh Soal: 1
20 °C = .... °R 2
20 °R = .... °C Jawab:
Jawab: R
= C x
5 4
C =
R x
4 5
= 20 x
5 4
= 16 °R =
20 x
4 5
= 25 °C
Selain itu, di Amerika menggunakan skala suhu Fahrenheit. Pada skala Fahrenheit, es yang sedang mencair diberi nilai 32 °F
dan air yang mendidih 212 °F. Sehingga antara Celsius dengan Fahrenheit memiliki perbandingan di mana 0 °C itu sama dengan
32 °F, dan 100 °C sama dengan 212 °F.
Dari perbandingan itu terbentuklah hubungan antara skala suhu termometer Celsius dengan skala suhu termometer
Fahrenheit dalam bentuk persamaan:
°F = °C x
5 9
+ 32 °C = °F – 32 x
9 5
Sedangkan hubungan antara skala Reamur dan Fahrenheit dalam bentuk persamaannya:
°F = °R x
4 9
+ 32 °R = °F – 32 x
9 4
Contoh Soal: 1 20°C
= ... °R = ... °F Jawab: R
= C x 5
4 = 20 x
5 4
= 16°R F
= C x 5
9 + 32 = 20 x
5 9
+ 32 =
36 + 32 = 68°F
Gambar 1.5 Perbandingan antara skala
suhu Celsius dan Fahrenheit,
yaitu 100 °C = 212 °F, atau
100 °C = 180 + 32 °F, sehingga
5 °C = 9 + 32°F
Di unduh dari : Bukupaket.com
1 2 2 104°F = ... °C = ... °R
Jawab: C = F – 32 x 9
5 =
104 – 32 x 9
5 =
72 x 9
5 = 40°C
R = F – 32 x 49 =
104 – 32 x 49 =
72 x 49 = 32°R
Sehingga antara Celsius dengan Kelvin memiliki hubungan dengan bentuk persamaan:
°C = K – 273 K = 273 + °C
5. Penggunaan Matematika dalam Menentukan Suhu