Suhu dan Pemuaian

Posted on June 25, 2016        Written by Ade

Suhu

Di siang hari yang panas, kita akan berusaha untuk berlindung di bawah pohon atau di tempat yang rindang. Bahkan jika kita dapat menemukan minuman dingin maka hal tersebut akan membuat suasana menjadi lebih nikmat. Tubuh makhluk hidup mampu merasakan keadaan panas di sekitarnya. Jika kita berada di tempat yang sangat dingin maka kita akan memakai baju yang hangat agar tubuh kita terasa lebih hangat. Tubuh kita bisa merasakan tingkat panas dan dingin suatu keadaan, namun kelemahannya adalah rasa panas dan dingin yang dirasakan oleh seseorang dapat berbeda dengan orang lain sebab hal tersebut dipengaruhi oleh perasaan. Oleh karena itu, untuk dapat menyatakan ukuran panas/suhu suatu benda maka kita memerlukan sebuah standard yang baku yang dapat diterima oleh banyak pihak.

c

Sebelum masa Galileo, banyak orang telah berusaha untuk dapat menyatakan nilai suhu sebuah benda. Bahkan Galileo sendiri pernah membuat suatu alat yang dapat membedakan suhu suatu cairan/ruang.  Usaha untuk dapat menyatakan suhu suatu benda menjadi hal yang sangat penting dan salah satu upaya yang dicatat adalah ketika Celcius membuat termometernya. Pada masa Celcius hidup, terdapat puluhan macam termometer atau alat pengukur suhu, Celcius sendiri membuat sebuah sistem skala untuk mengukur suhu. Pada dasarnya untuk membuat sebuah termometer kita memanfaatkan suatu sifat fisika dari suatu benda yakni pemuaian. Pemuaian merupakan suatu sifat fisik benda dimana ketika ia dipanaskan maka ukuran dari benda tersebut (panjang, luas dan volume) akan bertambah besar. Saat itu, banyak orang telah memanfaatkan sifat pemuaian dari zat cair, yakni menggunakan alkohol atau raksa. Hal kedua yang juga sangat penting adalah penetapan dua keadaan yang terjadi pada suatu suhu tertentu. Kedua keadaan ini adalah saat dimana es melebur dan pada saat air mendidih.

d

Menariknya, pada saat Celcius membuat termometernya, ia menetapkan skala nol sebagai skala saat air mendidih dan menetapkan skala 100 sebagai skala ketika es melebur. Barulah setelah Celcius meninggal, penggunaan kedua nilai tadi dibalik, yakni 100 untuk skala saat air mendidih dan nol untuk skala saat es mencair. Pada hari ini, ada 4 skala termometer yang digunakan di dunia, hanya saja, beberapa negara menggunakan skala yang mungkin sangat jarang dipakai oleh negara-negara lain pada umumnya. Skala-skala tersebut adalah Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin.

Di dalam thermometer terdapat suatu celah yang sempit yang diisi oleh suatu cairan yang mudah memuai, umumnya yaitu raksa dan alkohol. Permukaan cairan tersebut akan bergerak turun di dalam celah itu jika di tempatkan di tempat yang suhunya dingin dan permukaan cairan tersebut akan bergerak naik jika ditempatkan di tempat yang suhunya panas. Namun ada keadaan dimana cairan di dalam thermometer tidak mengalami pergerakan. Ada perubahan wujud pada zat yang terjadi pada suhu tertentu. Air adalah zat yang dapat digunakan untuk menetapkan suhu tersebut. Hal ini dikarenakan air dapat berubah wujud menjadi zat padat yaitu es, dan dapat berubah wujud menjadi zat gas yaitu uap air dengan cara dipanaskan.

Es melebur menjadi air terjadi pada suhu yang lebih rendah, kita sebut ini suhu bawah. Sementara air mendidih terjadi pada suhu yang lebih tinggi, kita sebut ini suhu atas. Di bawah ini adalah nilai suhu atas dan suhu bawah pada masing-masing termometer

termometer

Jika kita perhatikan angka pada suhu bawah dan suhu atas masing-masing termometer, maka jangkauan skala angka suhu bawah dan suhu atas keempat termometer tersebut adalah sebesar

Celcius : Reamur : Fahrenheit : Kelvin = 100 : 80 : 180 : 100 = 5 : 4 : 9 : 5. Perbandingan tersebut dapat digunakan untuk mengubah nilai suhu benda dari suatu satuan ke satuan termometer yang lain. Di dalam dunia ilmiah, satuan suhu yang digunakan adalah Kelvin. Sebagai siswa yang mempelajari fisika, maka kita diwajibkan perlu memahami bagaimana mengkonversi dari suatu skala ke skala yang lain.

Soal:

1. Suhu udara di sebuah ruangan 104oF, Hitunglah suhu ruangan tersebut ke dalam Celcius, Reamur dan Kelvin !

2. Hitunglah suhu di bawah ini dalam satuan suhu yang lain !

  • 20oC=      oR=      oF=      K
  • 28oR=      oC=      oF=      K
  • 59oF=       oC=       oR=      K
  • 473 K=     oC=       oR=      oF

Pemuaian

rel
Pernahkah kamu memperhatikan di bagian sambungan rel kereta api terdapat sebuah celah kecil atau pada konstruksi pipa saluran minyak yang dibuat melingkar. Tentu celah dan bagian melingkar ini adalah suatu upaya yang digunakan untuk menghindari sebuah fenomena yang umum terjadi pada suatu benda, yakni  pemuaian. Pemuaian merupakan suatu peristiwa/proses bertambahnya ukuran sebuah benda (panjang, luas dan volume) yang terjadi ketika (pada umumnya) benda tersebut dipanaskan. Jika kita melihat lebih jauh struktur dari suatu logam, maka antara atom atom penyusunnya terdapat suatu ikatan yang membentuk sebuah jaringan yang kita kenal sebagai kristal. Ikatan-ikatan di dalam kristal tersebut pada umumnya sangat sensitif terhadap perubahan suhu dimana biasanya pada saat dipanaskan akan menjadi bertambah renggang dan menyebabkan peristiwa pemuaian yang kita lihat pada skala makro.
Secara umum nilai pertambahan panjang/luas/volume dari suatu benda yang memuai berbanding lurus dengan perubahan suhu benda tersebut ketika dipanaskan, Δl = α.lo.ΔT

 



Leave a Reply


Calendar

September 2017
M T W T F S S
« May    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930  

Support Us

Galileo To Einstein is entirely supported and maintained by generous people who are very passionate about education. We will always improve its service and keep it for free for

View details

Sitemap