SMKN Jakarta SUHU & KALOR 2014 SMK Bidang Keahlian Kesehatan

SUHU Suhu adalah besaran fisika yang menyatakan derajat panas atau dingin suatu zat.

Secara mikroskopik suhu menunjukkan pergerakan atau kandungan energi kinetik dari partikel-partikel benda tersebut. Semakin tinggi suhu suatu benda makin cepat partikel penyusun benda bergerak atau bergetar, semakin rendah suhu suatu benda semakin lambat partikel penyusun benda bergerak atau bergetar.

Pengukuran Suhu Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah Termometer. Semua termometer dilengkapi dengan ukuran derajat suhu dalam suatu skala standar. Termometer berasal dari bahasa yunani, yaitu Thermos yang berarti panas dan meter berarti pengukur (pembanding). Galileo adalah orang yang pertama membuat termometer.

Termometer bekerja memanfaatkan sifat termometrik dari zat, yang dimaksud sifat termometrik suatu zat adalah sifat zat yang dapat berubah terhadap suhu. Raksa dan alkohol

Titik tetap (fixed points) yaitu titik tetap atas diambil pada saat termometer diletakkan di dalam air sedang mendidih, dan titik tetap bawah ditentukan pada saat termometer berada di dalam es yang sedang mencair. Penentuan titik tetap atas dan bawah dilakukan pada saat tekanan 1 atmosfer. Suhu paling rendah yang mungkin dapat dimiliki oleh suatu benda disebut suhu nol mutlak yaitu -273,16°C. Dimana pada suhu ini energi kinetik partikel sama dengan nol.

Macam-macam Termometer Termometer Gelas Termometer gelas merupakan alat pengukur suhu berupa tabung kaca berongga yang tertutup berisi caian tertentu yang menunjukkan perubahan suhu yang terjadi.

Keuntungan dan kerugian raksa sebagai pengisi termometer Pemuaian yang merata (linier terhadap perubahan suhu). Raksa peka terhadap perubahan suhu Raksa tidak membasahi dinding kaca Titik bekunya cukup rendah (-40OC) dan titik didihnya tinggi (375oC) Warna mengkilap Harganya mahal Tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah (di bawah -40oC) Bersifat racun, sehingga berbahaya jika termometer pecah dan mengenai kulit.

Keuntungan dan kerugian alkohol sebagai pengisi termometer Peka terhadap perubahan suhu (kurang peka jika dibandingkan raksa) Titik beku yang cukup rendah (-115oC) sehingga mampu mengukur suhu yang relatif rendah Harganya lebih murah dari raksa Membasahi dinding kaca sehingga mengganggu ketelitian pengukuran Titik didihnya rendah (78oC) sehingga tidak dapat mengukur suhu yang lebih tinggi Bersifat bening sehingga harus diberi warna agar penunjukan skala terlihat

Jenis-Jenis Termometer Gelas Termometer klinis Termometer ruang

Termometer non gelas Termometer non gelas merupakan termometer yang bukan berupa tabung kaca berisi zat cair, walaupun tetap memanfaatkan zat-zat yang mengalami perubahan tetap terhadap suhu. Jenis termometer yang ada tergantung pada fungsinya.

Skala Termometer Skala Celcius (oleh Anders Celcius) Skala celcius memiliki seratus derajat panas yang terbagi rata antara suhu air membeku dan suhu air mendidih. Titik Bawah = 0oC Titik Atas = 100oC t

Skala Kelvin (oleh Lord Kelvin) Titik Bawah (tb)= 273oC Titik Atas (ta) = 373oC Satuan untuk skala Kelvin adalah K. Hubungan antara skala Celcius dengan skala Kelvin adalah: Tk= Tc + 273 Skala Kelvin ditetapkan sebagai satuan SI untuk suhu. Disebut juga skala termodinamik. t

Tf = ((9/5)xTc )+32 Tc = (5/9)x(Tf - 32) Skala Fahrenheit (oleh Gabriel Farhenheit) Pada skala Farhenheit, titik lebur es diberi angka 32 dan titik didih air diberi angka 212. Hubungan antara skala farhenheit dan skala Celcius dinyatakan dengan persamaan: ∆F:∆C=180:100=9:5 Tf = ((9/5)xTc )+32 Tc = (5/9)x(Tf - 32) t tb ta

Contoh Soal: Suhu daerah pegunungan  menunjukkan 20 °C. Jika dinyatakan dalam skala Fahrenheit berapa skala yang ditunjukkan? Penyelesaian: Diketahui:     TC = 20 °C Ditanya:        TF = …… ? Jawab:                                      TF = 9/5 x TC + 32               TF = 9/5 x 20 + 32                    TF = 36 + 32               TF = 68 °F Jadi skala pada termometer Fahrenheit menunjukkan  68 °F

Pemuaian Zat Memuai menyusut Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas. Pemuaian terjadi baik pada zat padat, zat cair, ataupun gas.

Pemuaian Zat Padat Pemuaian Panjang Terjadi pada benda padat yang panjang tetapi luas penampangnya kecil, misalnya jarum rajut. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang zat padat adalah Musschenbroek.

Koefisien muai panjang (α) suatu bahan adalah perbandingan antara pertumbuhan panjang (∆L) terhadap panjang awal benda (L0) per satuan kenaikan suhu (∆t). Sehingga:

Contoh Soal Batang tembaga pada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang tembaga 1,7 x 10-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang? Penyelesaian: Diketahui:     t1 = 20 °C                       Lo = 50 cm                       t2 = 100 °C                       α = 0,000017 /  °C Ditanya:        L = …… ? Jawab:           Δt = 100 °C - 20 °C = 80 °C                       L = Lo (1 + α.Δt)                       L = 50 cm ( 1 + 0,000017 /  °C x 80 °C )                       L = 50 cm ( 1+ 0,00136 )                       L = 50,068 cm Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.

Pemuaian luas Terjadi pada benda padat tipis yang berbentuk persegi panjang, segitiga, ataupun lingkaran, sehingga volum dapat diabaikan. Misalnya pada kaca jendela.

Koefisien muai luas (β) suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan luas benda (∆A) terhadap luas awal benda (A0) per satuan kenaikan suhu (∆T). ΔA = A0 β ΔT Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang: β=2 α

ΔV = V0 γ ΔT Pemuaian volum Terjadi pada benda berbentuk balok, kubus, atau berbentuk benda pejal lainnya. Koefisien muai volum adalah pertambahan volum benda tiap satuan volum, jika suhunya dinaikkan sebesar satu satuan suhu. ΔV = V0 γ ΔT Koefisien muai volum adalah tiga kali koefisien muai panjang. γ= 3β

Pemuain Zat Cair Pemuaian volum Untuk zat cair, tidak memiliki koefisien muai panjang, yang ada hanya koefisien muai volum. Persamaan untuk menghitung pemuaian volum zat cair: ΔV = V0 γ ΔT Pemuaian volum zat cair lebih besar daripada pemuaian volum zat padat untuk kenaikan suhu yang sama.

Pemuaian zat cair dapat dimanfaatkan dalam penggunaan termometer zat cair, biasanya zat cair yang digunakan adalah raksa atau alkohol.

Anomali Air Perilaku aneh air pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada suhu tersebut air menyusut seiring dengan kenaikan suhu. Pada tekanan 1 atm, volume air minimun terjadi pada suhu 4°C. Karena massa jenis zat berbanding terbalik dengan volumnya, maka massa jenis air maksimum pada suhu 4°C.

Massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air yang bersuhu 1°C sampai 4°C, sehingga es mengapung di permukaan air.

Pemuaian Gas Pemuaian gas terjadi misalnya pada udara dalam sebuah botol yang ditutup balon kemudian botol dipanaskan. Pada gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas. Dari penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa koefisien muai volume semua gas sama yaitu: 0,00367 /K.

Perumusan muai volume pada tekanan tetap dapat dituliskan: V2 = V1 (1+ΔT /273) Keterangan: V2= volume gas pada suhu akhir, dalam satuan m3 V1= volume gas pada suhu awal, dalam satuan m3 ΔT = kenaikan suhu, dalam satuan K γ= 1/273

Penerapan Sifat Pemuaian Zat Keping bimetal Pemasangan jaringan listrik atau telepon Kontruksi jembatan Sambungan rel kereta api