Materi Suhu Dan Kalor di

2141*5+



%
 


#

 


'

 (*!

2

+) *++C

M

agic com, seperti tampak pada gambar di atas, memanfaatkan kalor
untuk menjaga nasi tetap hangat. Alat tersebut memiliki elemen
pemanas yang mengubah energi listrik menjadi kalor dan mempertahankan suhu. Bahan yang semula berupa beras dan air, dengan kalor
dapat diubah menjadi nasi dan uap. Hal ini menunjukkan kalor dapat
mengubah wujud zat. Marilah kita pelajari lebih lanjut uraian berikut ini.

$C  


!!

; )
))
-
) 
 )

-)  

)
) 



   !  "

 ( *!

2

+
*++C

  ;#   
 
7 

 #
 



'

 (

,)1
)*++/

 
 

78
 '

!"

Sebuah ketel yang berisi air dingin dan diletakkan di
atas kompor, maka suhu air tersebut akan naik. Hal
tersebut kita katakan bahwa kalor mengalir dari kompor

ke air yang dingin. Ketika dua benda yang suhunya
berbeda diletakkan saling bersentuhan, kalor akan mengalir
seketika dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang
suhunya rendah. Aliran kalor seketika ini selalu dalam
arah yang cenderung menyamakan suhu. Jika kedua benda
itu disentuhkan cukup lama sehingga suhu keduanya
sama, keduanya dikatakan dalam keadaan setimbang
termal, dan tidak ada lagi kalor yang mengalir di antaranya. Sebagai contoh, pada saat termometer tubuh pertama
kali dimasukkan ke mulut pasien, kalor mengalir dari
mulut pasien tersebut ke termometer, ketika pembacaan
suhu berhenti naik, termometer setimbang dengan suhu
tubuh orang tersebut.


 



Dalam kehidupan sehari-hari, suhu merupakan ukuran
mengenai panas atau dinginnya suatu zat atau benda. Oven

yang panas dikatakan bersuhu tinggi, sedangkan es yang
membeku dikatakan memiliki suhu rendah.
Suhu dapat mengubah sifat zat, contohnya sebagian
besar zat akan memuai ketika dipanaskan. Sebatang besi
lebih panjang ketika dipanaskan daripada dalam keadaan
dingin. Jalan dan trotoar beton memuai dan menyusut
terhadap perubahan suhu. Hambatan listrik dan materi
zat juga berubah terhadap suhu. Demikian juga warna
yang dipancarkan benda, paling tidak pada suhu tinggi.
Kalau kita perhatikan, elemen pemanas kompor listrik
memancarkan warna merah ketika panas. Pada suhu yang
lebih tinggi, zat padat seperti besi bersinar jingga atau
bahkan putih. Cahaya putih dari bola lampu pijar berasal
dari kawat tungsten yang sangat panas.
Alat yang dirancang untuk mengukur suhu suatu
zat disebut termometer. Ada beberapa jenis termometer,
yang prinsip kerjanya bergantung pada beberapa sifat
materi yang berubah terhadap suhu. Sebagian besar
termometer umumnya bergantung pada pemuaian materi
terhadap naiknya suhu. Ide pertama penggunaan

termometer adalah oleh Galileo, yang menggunakan
pemuaian gas, tampak seperti pada Gambar 6.2.

Termometer umum saat ini terdiri dari tabung kaca dengan
ruang di tengahnya yang diisi air raksa atau alkohol yang
diberi warna merah, seperti termometer pertama yang
dapat digunakan seperti pada Gambar 6.3(a). Pada Gambar
6.3(b), menunjukkan termometer klinis pertama dengan
jenis berbeda, juga berdasarkan pada perubahan massa
jenis terhadap suhu.
Untuk mengukur suhu secara kuantitatif, perlu
didefinisikan semacam skala numerik. Skala yang paling
banyak dipakai sekarang adalah skala Celsius, kadang
disebut skala Centigrade. Di Amerika Serikat, skala
Fahrenheit juga umum digunakan. Skala yang paling
penting dalam sains adalah skala absolut atau Kelvin.
Satu cara untuk mendefinisikan skala suhu adalah
dengan memberikan nilai sembarang untuk dua suhu yang
bisa langsung dihasilkan. Untuk skala Celsius dan
Fahrenheit, kedua titik tetap ini dipilih sebagai titik beku

dan titik didih dari air, keduanya diambil pada tekanan
atmosfer. Titik beku zat didefinisikan sebagai suhu di mana
fase padat dan cair ada bersama dalam kesetimbangan, yaitu
tanpa adanya zat cair total yang berubah menjadi padat atau
sebaliknya. Secara eksperimen, hal ini hanya terjadi pada
suhu tertentu, untuk tekanan tertentu. Dengan cara yang
sama, titik didih didefinisikan sebagai suhu di mana zat
cair dan gas ada bersama dalam kesetimbangan. Karena
titik-titik ini berubah terhadap tekanan, tekanan harus
ditentukan (biasanya sebesar 1 atm).
Pada skala Celsius, titik beku dipilih 0 oC (“nol derajat
Celsius”) dan titik didih 100 oC. Pada skala Fahrenheit,
titik beku ditetapkan 32 oF dan titik didih 212 oF.
Termometer praktis dikalibrasi dengan menempatkannya
di lingkungan yang telah diatur dengan teliti untuk
masing-masing dari kedua suhu tersebut dan menandai
posisi air raksa atau penunjuk skala. Untuk skala Celsius,
jarak antara kedua tanda tersebut dibagi menjadi seratus
bagian yang sama dan menyatakan setiap derajat antara 0 oC
dan 100 oC. Untuk skala Fahrenheit, kedua titik diberi

angka 32 oF dan 212 oF, jarak antara keduanya dibagi
menjadi 180 bagian yang sama. Untuk suhu di bawah titik
beku air dan di atas titik didih air, skala dapat dilanjutkan
dengan menggunakan selang yang memiliki jarak sama.
Bagaimana pun, termometer biasa hanya dapat digunakan
pada jangkauan suhu yang terbatas karena keterbatasannya
sendiri.

!"

!"
 (

,1
)*++/

 
!" #
 
66;


!/C%G/CCG"
6)
 #
  
)
!"
#


  '

!"

!"

 ( ) !
-!)   $