Suhu dan Perubahannya
Suhu
sebuah benda adalah tingkat (derajat) panas suatu benda. Benda yang panas
mempunyai derajat panas lebih tinggi daripada benda yang dingin. Indra perasa
memang dapat merasakan tingkat panas benda. Akan tetapi, indra perasa bukan
pengukur tingkat panas yang andal. Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan
berbeda oleh tangan kanan dan kirimu. Jadi, suhu benda yang diukur dengan indra
perasa menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang tidak dapat dipakai sebagai
acuan. Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut
termometer.
Pada suhu berapa air mendidih? Pada
suhu berapa air membeku? Pada suhu berapa dikatakan orang mengalami sakit
demam? Suhu selalu dibicarakan dalam kehidupan sehari-hari. Pada bab ini, kamu
akan mempelajari suhu, cara pengukurannya, serta akibat perubahannya. Perubahan
suhu juga terjadi pada proses fermentasi, misalnya pada proses pembuatan tape.
Pada proses tersebut, bakteri mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbon
dioksida. Proses fermentasi menyebabkan terjadinya perubahan suhu. Suhu terbaik
untuk melakukan proses fermentasi adalah 35°C–40°C.
Sumber Gambar : https://encrypted-tbn3.gstatic.com
Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?
Indra perasa dapat merasakan panas
dan dingin. Namun, apakah indra merupakan pengukur panas atau dingin yang
handal? Suhu sebuah benda adalah tingkat (derajat) panas suatu benda. Benda
yang panas mempunyai derajat panas lebih tinggi daripada benda yang dingin.
Hasil kegiatan penyelidikanmu menunjukkan bahwa indra perasa memang dapat
merasakan tingkat panas benda. Akan tetapi, indra perasa bukan pengukur tingkat
panas yang andal. Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan berbeda oleh
tangan kanan dan kirimu. Jadi, suhu benda yang diukur dengan indra perasa
menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang tidak dapat dipakai sebagai acuan.
Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut
termometer.
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 35oC dan 42oC. Pipa di bagian bawah dekat labu dibuat sempit
sehingga pengukuran lebih teliti akibat raksa tidak segera turun ke labu/reservoir
Sumber Gambar : https://encrypted-tbn2.gstatic.com
b. Termometer Bimetal
Perhatikan dua logam yang jenisnya Perhatikan
dua logam yang jenisnya berbeda dan dilekatkan menjadi satu. Jika suhunya
berubah, bimetal akan melengkung.
Sumber Gambar : https://encrypted-tbn0.gstatic.com
Mengapa? Karena logam yang satu memuai lebih
panjang dibanding yang lain. Hal ini dimanfaatkan untuk membuat termometer.
Sumber Gambar : https://encrypted-tbn1.gstatic.com
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.
Sumber Gambar: http://t1.gstatic.com
Skala Suhu
Berapa suhu tubuh manusia sehat? Ya,
kamu akan menjawab 37oC. 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?
Sumber Gambar: http://3.bp.blogspot.com/
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.
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.
Yuk kita liat videonya
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.
Sumber Gambar: http://3.bp.blogspot.com/
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.
Sumber Gambar: https://encrypted-tbn2.gstatic.com
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.
Sumber Gambar: https://encrypted-tbn3.gstatic.com
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 1oC
.
Panjang (/oC)
Kaca Biasa 0.000009
Kaca Pyrex 0.000003
Alumunium 0.000026
Kuningan 0.000019
Baja 0.000011
Tembaga 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.
Sumber Gambar: https://encrypted-tbn0.gstatic.com
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.
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 Gambar: http://3.bp.blogspot.com/
untuk latihan soal, silahkan kunjungi link di bawah ini
https://www.proprofs.com/quiz-school/story.php?title=mta1odkyna==8xuc&id=1058657&ew=430
Comments
Post a Comment