25
Winarsih 2008: 22-23 menyebutkan bahwa skala suatu termometer dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain. Misalnya untuk menentukan skala
termometer X dan Y. 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
� − −
=
� − −
a. Termometer Celcius
Skala temperatur Celcius dibuat dengan mendefinisikan temperatur titik es sebagai titk nol derajat Celcius 0°C dan temperatur titik uap sebagai 100°C.
Ruang dalam pipa gelas antara tanda titk es dan tanda titik uap kemudian dibagi 100 selang atau derajat yang sama, dan penandaan derajat diteruskan di bawah
titik es dan di atas titik uap. Temperatur Celcius t
C
diberikan oleh persamaan t
C
=
��−�0 �100−�0
x 100° dengan Lt adalah panjang kolom air raksa, L
adalah panjang kolom air raksa ketika termometer ada dalam bak es dan L
100
adalah panjangnya ketika termometer ada dalam bak uap. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap
atas diberi angka100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100skala Tipler, 1991.
26
b. Termometer Fahrenheit
Skala temperatur Fahrenheit dibuat dengan mendefinisikan temperatur titik es sebagai 32°F dan temperatur titik uap sebagai 212°F Tipler, 1991.
Karena skala Fahrenheit biasa digunakan di Amerika Serikat dan skala Celcius digunakan dalam pekerjaan ilmiah dan di seluruh negara lainnya di dunia, kita
seringkali perlu mengubah temperatur antara kedua skala ini. Hubungan umum antara temperatur Fahrenheit t
F
dan temperatur Celcius t
C
adalah t
C
=
5 9
t
F
– 32°
2.4.4 Pemuaian Termal
Sebagian zat memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bagaimanapun, besarnya pemuaian dan penyusutan bervariasi, bergantung pada
materi itu sendiri Giancoli, 2001.
a. Pemuaian Linear
Pada percobaan menunjukkan bahwa perubahan panjang ΔLpada semua
zat padat, dengan pendekatan yang sangat baik, berbanding lurus dengan perubahan temperatur
ΔT. Sebagaimana diharapkan, perubahan panjang juga sebanding dengan panjang awal, L
, pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pemuaian Linear
27
Untuk perubahan temperatur yang sama, batang besi 4 m akan bertambah panjang dua kali lipat dibandingkan batang besi 2 m. Kita dapat menuliskan perbandingan
ini dalam sebuah persamaan : ΔL = α L
ΔT, di mana
α, konstanta pembanding, disebut koefisien muai linier untuk zat tertentu dan mempunyai satuan C°
-1
. Persamaan ini juga dapat dituliskan sebagai L = L
1 + α ΔT , di mana L
adalah panjang awal, pada temperatur T , dan L adalah panjang setelah
pemanasan atau pendinginan sampai temperatur T. Jika perubahan temperatur ΔT
= T – T
negatif, maka ΔL = L – L
juga negatif; demikian panjang akan memendek.
b. Pemuaian Volume
Young Freedman 2002 menyatakan bahwa peningkatan suhu umumnya menimbulkan ekspansi pemuaian volume, baik pada bahan padat
ataupun cair. Seperti pada pemuaian linear, percobaan menunjukkan bahwa jika perubahan suhu
ΔT tidak terlalu besar kurang dari 100°C, stau di sekitarnya, kenaikan volume
ΔV dapat dianggap berbanding lurus dengan perubahan suhu ΔT dan volumen awal V
: ΔV = β V
ΔT Konstanta β menggambarkan sifat ekspansi volume pada bahan tertentu; disebut
sebagai koefisien ekspansi volume coefficient of volume expansion . Satuan β
adalah K
-1
atau °C
-1
. Seperti pada ekspansi linear, β berubah terhadap suhu.
28
Persamaan di atas adalah hubungan yang disederhanakan dan hanya berlaku untuk perubaan suhu yang kecil.
c. Pemuaian Termal pada Air
