Perubahan Akibat Suhu

Apa yang terjadi pada benda jika suhunya berubah? Salah satu perubahan yang terjadi pada benda adalah ukuran benda itu berubah. Jika suhu benda naik, secara umum ukuran benda bertambah. Peristwa ini disebut pemuaian.

1. Pemuaian Zat Padat

Zat padat dapat mengalami pemuaian. Gejala ini memang sulit untuk diamati secara langsung, tetapi seringkali kamu dapat melihat pengaruhnya. misalnya, saat kamu menuangkan air panas ke dalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya gelas ini karena terjadinya pemuaian yang tidak merata pada gelas itu. Kamu akan pelajari lebih dalam tentang pemuaian pada zat padat.

1. Pemuaian Zat Padat

Zat padat dapat mengalami pemuaian. Gejala ini memang sulit untuk diamati secara langsung, tetapi seringkali kamu dapat melihat pengaruhnya. misalnya, saat kamu menuangkan air panas ke dalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya gelas ini karena terjadinya pemuaian yang tidak merata pada gelas itu. Kamu akan pelajari lebih dalam tentang pemuaian pada zat padat.

a. Pemuaian Panjang Zat Padat

Pada umumnya, benda atau zat padat akan memuai atau mengembang jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Pemuaian dan penyusutan itu terjadi pada semua bagian benda, yaitu panjang, lebar, dan tebal benda tersebut. Jika benda padat dipanaskan, suhunya akan naik. Pada suhu yang tinggi, atom dan molekul penyusun logam tersebut akan bergetar lebih cepat dari biasanya sehingga logam tersebut akan memuai ke segala arah. Para perancang bangunan, jembatan, dan jalan raya harus memperhatikan sifat pemuaian dan penyusutan bahan karena perubahan suhu. Jembatan umumnya dibuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan lainnya. Untuk itu, agar sambungan besi baja tidak melengkung karena memuai akibat terik panas matahari atau menyusut di malam hari, sambungan-sambungan besi baja tidak boleh dipasang saling rapat satu dengan lainnya. Harus ada rongga yang cukup di antara sambungan-sambungan itu.

Bimetal dibuat berdasarkan sifat pemuaian zat padat. Bimetal antara lain dimanfaatkan pada termostat. Prinsip kerja termostat sebagai berikut. Jika udara di ruangan dingin, keping bimetal akan menyusut, membengkok ke kiri, dan menyentuh logam biasa sehingga kedua ujungnya saling bersentuhan. Sentuhan antara kedua ujung logam itu menjadikan rangkaian tertutup dan menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat. Jika untuk mengontrol ruangan berpendingin, cara kerjanya serupa. Saat ruangan mulai panas, termostat bengkok dan menghubungkan rangkaian listrik sehingga pendingin kembali bekerja.

Hasil percobaanmu menunjukkan jika panjang logam mula-mula sama, untuk logam yang berbeda ternyata pertambahan panjang karena pemuaiannya juga berbeda. Besaran yang menentukan pemuaian panjang zat padat adalah koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang suatu zat padat adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat itu jika suhunya dinaikkan 1^oC .

Jenis Bahan	Koefisien Muai Panjang (/0C)
Kaca biasa Kaca Pyrex Aluminium Kuningan Baja Tembaga	0,000009 0,000003 0,000026 0,000019 0,000011 0,000017

b. Pemuaian Luas dan Volume Zat Padat

Jika suatu benda berbentuk lempengan dipanaskan, pemuaian terjadi pada kedua arah sisi-sisinya. Pemuaian semacam ini disebut pemuaian luas. Pemasangan pelat-pelat logam selalu memperhatikan terjadinya pemuaian luas. Pemuaian luas memiliki koefisien muai sebesar dua kali koefisien muai panjang. Bagaimanakah pemuaian yang dialami oleh kelereng dan balok besi jika kedua benda tersebut dipanaskan? Benda-benda yang berdimensi tiga (memiliki panjang, lebar, dan tinggi) akan mengalami muai ruang jika dipanaskan. Pemuaian ruang memiliki koefisien muai tiga kali koefisien muai panjang. Balok baja jika dipanaskan akan memuai dengan koefisien muai sebesar 0,000033/^o Pernahkah kamu menjumpai daun pintu tidak dapat ditutupkan pada bingkai pintunya? Kaca jendela tidak dapat masuk ke dalam bingkainya? Hal itu terjadi karena pemasangan daun pintu dan kaca jendela terlalu rapat dengan bingkainya sehingga ketika terjadi pemuaian atau penyusutan tidak tersedia lagi rongga yang cukup.

2. Pemuaian Zat Cair dan Gas

Sebagaimana zat padat, zat cair juga memuai jika dipanaskan. Bahkan, pemuaian zat cair relatif lebih mudah atau lebih cepat teramati dibandingkan dengan pemuaian zat padat. Gas juga memuai jika dipanaskan.

Sifat pemuaian gas harus diperhatikan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika memompa ban sepeda jangan terlalu keras, seharusnya sesuai ukuran.

Sumber :

https://pendidikan.id/main/forum/diskusi-pendidikan/mata-pelajaran/7006-belajar-ipa-kelas-vii-suhu-dan-perubahannya

KONVERSI SUHU

Terdapat empat (4) jenis termometer yang paling dikenal, yakni

1. Celcius = celcius adalah skala suhu yang didesain supaya titik beku air berada pada 0 derajat serta titik didih pada 100 derajat di tekanan atmosferik standar.
2. Fahrenheit = skala suhu termodinamika, dimana titik beku air ialah 32 derajat Fahrenheit (°F) dan juga titik didih nya 212 °F (pada tekanan standar atmosfer).
3. Reaumur = skala temperatur yang dinamai oleh menurut René Antoine Ferchault de Réaumur, yang pertama mengusulkannya pada tahun 1731. Titik beku air ialah 0 derajat Réaumur, titik didih air yakni 80 derajat. Jadi, satu derajat Réaumur ini sama dengan 1,25 derajat Celsius atau kelvin.
4. Kelvin = adalah skala suhu yang mana nol absolut tersebut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan untuk skala Kelvin ini adalah kelvin (lambang K), serta merupakan salah satu dari tujuh unit dasar yakni SI.

Perbandingan diantara satu macam termometer dengan yang lainnya itu mengikuti:

1. C:R:(F-32) = 5:4:9
2. K = C + 273.(derajat)

Sebab dari Kelvin ke derajat Celcius, Kelvin tersebut memulai dari 273 derajat, tidak dari-273 derajat. dan juga derajat Celcius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin itu sama perbandingannya terhadap derajat Celcius yakni 5:5, maka untuk mengubah suhu itu ke suhu yang lainnya, lebih baik memakai atau juga mengubahnya ke derajat Cecius , sebab apabila kita memakai Kelvin akan lebih rumit untuk dapat mengubahnya ke suhu yang lainnya.

Jadi pada perbandingan Skala Reamur, Celcius, serta Fahrenheit, ialah :

R : C : F (+32) = 80 : 1oo : 180 (+32)

= 4 : 5 : 9(+32)

Satuan

Mengacu pada SI, satuan suhu yakni Kelvin (K). Skala-skala lain ialah Celsius, Fahrenheit, serta Reamur.

Contoh Soal 2 :

Nilai X adalah …. (UN Fisika SMP 2015)

Jawab:

Diketahui:  TF = 95oF

Ditanyakan: TC

.

TC = (95-32) * 5/9 = 63 * 5/9 = 35oC

Sumber :https://www.studiobelajar.com/suhu-dan-kalor/https://pendidikan.co.id/pengertian-suhu-perubahan-alat-ukur-jenis-dan-rumus/

SUHU dan JENIS TERMOMETER

1.    Suhu

Dalam ilmu pengetahuan alam, derajad atau tingkat panas dinginnya suatu keadaan disebut suhu atau temperature. Dengan menggunakan besaran suhu ini, dapat menentukan panas dan dingin suatu keadaan secara pasti. Suhu termasuk besaran pokok dan dalam SI satuan suhu adalah Kelvin (K), tetapi di Indonesia besaran suhu yang sering digunakan adalah Celsius (ºC).

2.    Termometer

-          Pada tubuh kita ada indera peraba, seperti tangan, namun tidak dapat menentukan secara tepat nilai panas dan dingin suatu benda. Dan setiap orang mempunyai kepekaan indera perasaan yang berbeda – beda.

-          Dengan pertimbangan tersebut, maka dibuat alat yang digunakan untuk mengukur suhu dengan teliti dan dapat dipakai untuk mengukur suhu yang rendah maupun suhu yang tinggi. Alat ukur tersebut dinamakan thermometer. Termometer berasal dari bahasa Yunani, yaitu thermos artinya panas, dan  meter artinya mengukur. Jadi, thermometer merupakan alat untuk mengukur suhu dan menyatakannya dengan angka. Termometer biasanya berbentuk sebuah pipa kaca sempit tertutup yang diisi dengan zat cair, seperti air raksa. Termometer dibuat berdasarkan sifat termometrik suatu zat, yaitu sifat – sifat benda yang dapat berubah akibat perubahan suhu pada benda tersebut.

-          Sifat – sifat termometrik suatu benda antara lain sebagai berikut:

a.   perubahan wujud

b.   perubahan volume

c.   perubahan daya hantar listrik

d.   perubahan warna

-          Zat cair pengisi tabung thermometer harus memenuhi syarat – syarat berikut:

a. Mempunyai pemuaian yang teratur

b. Mudah dilihat

c. Tidak membasahi dinding

-          Berdasarkan zat pengisi thermometer yang sering digunakan, thermometer dibedakan menjadi dua, yaitu thermometer yang menggunakan zat pengisi raksa dan termometer yang menggunakan zat cair alkohol. Kedua zat cair tersebut masing – masing memiliki keuntungan dan kerugian.

a.     Termometer Raksa

Keuntungannya adalah sebagai berikut:

1). Warnanya mengkilap seperti perak sehingga mudah dilihat

2). Perubahan volumenya teratur pada saat terjadinya perubahan suhu

3). Tidak membasahi dinding kaca

4). Jangkauan suhunya cukup lebar (-40ºC sampai dengan 350 ºC), sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi.

5). Mudah menyesuaikan dengan suhu benda yang diukur.

Kerugiannya adalah sebagai berikut:

1). Harga raksa mahal

2). Raksa tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah

3). Raksa merupakan zat beracun, senigga berbahaya jika jabungnya pecah

b.    Termometer Alkohol

Keuntungannya adalah sebagai berikut:

1). Untuk menaikkan suhu kecil, alcohol mengalami perubahan volume  lebih besar sehingga dapat mengukur suhu dengan teliti

2). Dapat mengukur suhu yang sangat rendah

3). Pemuaian teratur

4). Memiliki koefisien muai yang besar

Kerugiannya adalah sebagai berikut:

1). Titik didih rendah (80 ºC) sehingga tidak bias mengukur pada suhu yang tinggi

2). Tidak berwarna, sehingga perlu diberi warna agar mudah dilihat

3). Kalor jenisnya tinggi, sehingga membutuhkan energi besar untuk menaikkan suhu

4). Membasahi dinding kaca

-          Air tidak bisa digunakan untuk mengisi thermometer karena

a.     air tidak berwarna, sehingga sulit untuk dilihat

b.    air membasahi dinding kaca

c.     jangkauan suhu air terbatas, mulai 0 ºC sampai 100 ºC

d.    air mengalami perubahan volume sangat kecil jika suhunya dinaikkan

e.     perubahan suhu paba air memerlukan waktu yang lama sehingga mengurangi ketelitian pembacaan

Jenis-Jenis Termometer

a. Termometer Zat Cair

Secara umum, benda-benda di alam akan memuai (ukurannya bertambah besar) jika suhunya naik. Kenyataan ini dimanfaatkan untuk membuat termometer dari zat cair. Cairan terletak pada tabung kapiler dari kaca yang memiliki bagian penyimpan (reservoir/ labu). Beberapa termometer yang menggunakan zat cair akan dibahas berikut ini.

1) Termometer laboratorium

Bentuknya panjang dengan skala dari -10°C sampai 110°C menggunakan raksa.

2) Termometer suhu badan

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan manusia. Skala yang ditulis antara 35^oC dan 42^oC. Pipa di bagian bawah dekat labu dibuat sempit sehingga pengukuran lebih teliti akibat raksa tidak segera turun ke labu/reservoir

Baca juga : Materi tentang Suhu dan Perubahannya

b. Termometer Bimetal

Perhatikan dua logam yang jenisnya Perhatikan dua logam yang jenisnya berbeda dan dilekatkan menjadi satu. Jika suhunya berubah, bimetal akan melengkung.

Mengapa? Karena logam yang satu memuai lebih panjang dibanding yang lain. Hal ini dimanfaatkan untuk membuat termometer.

c. Termometer Kristal Cair

Terdapat kristal cair yang warnanya dapat berubah jika suhu berubah. Kristal ini dikemas dalam plastik tipis, untuk mengukur suhu tubuh, suhu akuarium, dan sebagainya.

Skala Suhu

Berapa suhu tubuh manusia sehat? Ya, kamu akan menjawab 37^oC. Huruf C kependekan dari Celcius, salah satu contoh satuan suhu atau skala suhu. Saat ini, dikenal beberapa skala suhu, misalnya Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Tidakkah kamu penasaran, bagaimana membuat skala suhu pada termometer?

Dengan cara demikian juga, Celcius, Fahrenheit, dan Reamur membuat skala termometer. Kelvin merupakan skala suhu dalam SI. Skala Kelvin menggunakan nol mutlak, tidak menggunakan “derajat”. Pada suhu nol Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda. Perbedaan antara skala itu adalah angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada skala termometer tersebut.

Sumber:

http://geograpik.blogspot.com/2020/04/ipa-vii-bab-4-suhu-dan-perubahannya.html

https://pendidikan.id/main/forum/diskusi-pendidikan/mata-pelajaran/7006-belajar-ipa-kelas-vii-suhu-dan-perubahannya