FisikaKelas 7 : Suhu dan
Pengukurannya
Materi Fisika SMP Kelas 7 yang akan dibahas
kali ini adalah Suhu dan Pengukurannya. Pada pembahasan ini akan
dipaparkan bagaimana cara mengukur suhu, pengertian suhu dan
perbandingan suhu berdasrkan macam-macam satuan suhu.
Suhu
dan Pengukurannya
Ketika tangan kita dicelupkan ke dalam air yang baru
direbus, beberapa saat kemudian tangan kita akan merasakan panas. Demikian pula
saat tangan kita memegang es, ternyata tangan kita merasa dingin. Dalam
kehidupan sehari-hari panas atau dingin biasa digunakan untuk menjelaskan
derajat suhu suatu benda. Suatu benda dikatakan panas, berarti benda tersebut
memiliki suhu yang tinggi. Demikian pula suatu benda dikatakan dingin, berarti
benda tersebut bersuhu rendah.
Konsep
Suhu adalah ukuran derajat panas atau
dinginnya suatu benda.
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan
tepat dan menyatakannya dengan angka disebut termometer. Sebuah termometer
biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol
atau air raksa), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa udara.
Termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa
volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat
cair akan bertambah apabila dipanaskan, sedangkan apabila didinginkan volume
zat cair akan berkurang. Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai
acuan untuk menentukan suhu suatu benda.
Untuk lebih memahami prinsip kerja
termometer, lakukan demonstrasi berikut ini! Panaskan air berwarna di dalam
tabung sampai mendidih seperti ditunjukkan pada gambar di atas! Amati dengan
teliti air berwarna tersebut. Apakah yang terjadi? Tentu tidak lama kemudian
kamu akan melihat bahwa zat cair dalam pipa kaca naik mencapai titik tertentu.
Perubahan volume zat cair dalam pipa dapat digunakan untuk mengukur volume.
Seperti kita ketahui bahwa zat cair sebagai bahan pengisi thermometer ada dua
macam, yaitu air raksa dan alkohol. Nah, ternyata zat cair tersebut memiliki
beberapa keuntungan dan kerugian.
a. Termometer air raksa.
Berikut ini beberapa keuntungan air raksa
sebagai pengisi termometer, antara lain :
1) Air raksa tidak membasahi dinding pipa
kapiler, sehingga pengukurannya menjadi teliti.
2) Air raksa mudah dilihat karena mengkilat.
3) Air raksa cepat mengambil panas dari suatu
benda yang sedang diukur.
4) Jangkauan suhu air raksa cukup lebar,
karena air raksa membeku pada suhu – 40 0C dan mendidih pada suhu
360 0 C.
5) Volume air raksa berubah secara
teratur.Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga memiliki beberapa
kerugian, antara lain:
1) Air raksa harganya mahal.
2) Air raksa tidak dapat digunakan untuk
mengukur suhu yang sangat rendah.
3) Air raksa termasuk zat beracun sehingga
berbahaya apabila tabungnya pecah.
b. Termometer alkohol
Keuntungan menggunakan alkohol sebagai
pengisi termometer, antara lain :
1) Alkohol harganya murah.
2) Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan
suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume yang besar.
3) Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat
rendah, sebab titik beku alkohol –1300C.
Kerugian menggunakan alkohol sebagai pengisi
termometer, antara lain :
1) Membasahi dinding kaca.
2) Titik didihnya rendah (78 0C)3)
Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat
dilihat.
Mengapa air tidak dipakai untuk mengisi
tabung termometer? Alasannya karena air membasahi dinding kaca, jangkauan
suhunya terbatas, perubahan volumenya kecil, penghantar panas yang jelek.
Termometer air raksa banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk
mengukur panas badanmu digunakan thermometer demam. Sedangkan untuk mengukur
suhu suatu ruangan digunakan termometer dinding.
Jenis-jenis termometer, antara lain :
a. Termometer zat cair dalam gelas
Termometer ini biasanya digunakan untuk
mengukur temperatur pada daerah batas pengukuranyang dipengaruhi
oleh jenis zat termometrik yang berupa cairan dalam pipa kapiler.Prinsip yang
dipakai adalah zat cair memuai apabila dipanaskan.
b. Termokopel
Termokopel terdiri dari dua jenis logam yang
dihubungkan dan membentuk rangkaian tertutup. Besarnya aliran listrik pada
kawat berubah sesuai dengan perubahan suhu. Keun-tungan termokopel terletak
pada kecepatan mencapai keseimbangan suhu dengan sistem yang akan diukur.
c. Termometer hambatan listrik
Dasar kerja termometer ini adalah hambatan
listrik dari logam akan bertambah apabila suhu logam tersebut naik.
d. Termometer gas volume tetap
Termometer ini terdiri dari bola yang berisi
gas yang dihubungkan dengan tabung manometer. Prinsip kerjanya adalah perubahan
tekanan suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya tetap.
3. Perbandingan Skala
Termometer
Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan
menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca thermometer
diberi skala dengan cara menandai titik-titik tertentu pada kaca. Setelah itu
masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau
dinginnya suatu benda. Langkah yang dipakai untuk menentukan skala suhu
thermometer menurut Celsius, sebagai berikut:a. Titik tetap bawah skala Celsius
(00) menggunakan suhu air yang sedang membeku (es).b. Titik tetap
atas (1000 ) menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan
udara normal yaitu 1 atm.c. Bagi jarak antara kedua titik tetap atas dan titik
tetap bawah menjadi bagian yang sama (100 bagian). Hal ini menunjukkan bahwa
jarak antara dua garis berurutan sama dengan 10C.
Di bawah ini ditunjukkan perbandingan empat
skala suhu, yaitu skala suhu Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin
Skala Termometer
Perbandingan skala antara temometer Celcius,
thermometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah
C : R : F = 100 : 80 : 180C : R : F = 5 : 4 :
9
Dengan membandingkan perubahan suhu dan
interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai
berikut.
Tx – Xb
|
|
Ty – Yb
|
———–
|
=
|
———-
|
Xa – Xb
|
|
Ya – Yb
|
Keterangan:Xa = titik tetap atas
termometer XXb = titik tetap bawah termometer XTx = suhu pada
termometer XYa = titik tetap atas termometer YYb = titik tetap
bawah termometer YTy = suhu pada termometer Y
No comments:
Post a Comment