Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makintingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.Suhu juga disebut temperatur.
Alat Ukur Suhu
Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer. Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Kata termometer ini diambil dari dua kata yaitu thermo yang artinya panas dan meter yang artinya mengukur (to measure).
Tipe termometer
Beberapa tipe termometer antara lain:
1. Termometer alkohol
2. Termometer basal
3. Termometer merkuri
4. Termometer oral
5. Termometer galileo
6. Termometer infra merah
7. Termometer cairan kristal
8. Termistor
9. Bi-metal mechanical thermometer
10. Electrical resistance thermometer
11. Reversing thermometer
12. Silicon bandgap temperature sensor
13. Six's thermometer, juga dikenal sebagai maximum minimum thermometer
14. Thermocouple
15. Coulomb blockade thermometer
Termometer yang sering digunakan
Termometer yang biasanya dipakai sebagai berikut:
1. Termometer bulb (air raksa atau alkohol)
Ø Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
Ø Berdasar pada prinsip suatu cairan volumenya berubah sesuai temperatur. Cairan yang diisikan terkadang alkohol yang berwarna tetapi juga bisa cairan metalik yang disebut merkuri, keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan
Ø Ada nomor disepanjang tuba gelas yang menjadi tanda besaran temperatur.
Ø Keutungan termometer bulb antara lain tidak memerlukan alat bantu, relatif murah, tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk laboratorium kimia, dan konduktivitas panas rendah.
Ø Kelemahan termometer bulb antara lain mudah pecah, mudah terkontaminasi cairan (alkohol atau merkuri), kontaminasi gelas/kaca, dan prosedur pengukuran yang rumit (pencelupan).
Ø Penggunaan thermometer bulb harus melindungi bulb dari benturan dan menghindari pengukuran yang melebihi skala termometer.
Ø Sumber kesalahan termometer bulb:
1) time constant effect, waktu yang diperlukan konduksi panas dari luar ke tengah batang kapiler
2) thermal capacity effect, apabila massa yang diukur relatif kecil, akan banyak panas yang diserap oleh termometer dan mengurangi suhu sebenarnya
3) cairan (alkohol, merkuri) yang terputus
4) kesalahan pembacaan
5) kesalahan pencelupan
2. Termometer spring
Menggunakan sebuah coil (pelat pipih) yang terbuat dari logam yang sensitif terhadap panas, pada ujung spring terdapat pointer. Bila udara panas, coil (logam) mengembang sehingga pointer bergerak naik, sedangkan bila udara dingin logam mengkerut pointer bergerak turun. Secara umum termometer ini paling rendah keakuratannya di banding termometer bulb dan digital.
Penggunaan termometer spring harus selalu melindungi pipa kapiler dan ujung sensor (probe) terhadap benturan/ gesekan. Selain itu, pemakaiannya tidak boleh melebihi suhu skala dan harus diletakkan di tempat yang tidak terpengaruh getaran.
3. Termometer non kontak
Termometer infra merah, mendeteksi temperatur secara optik selama objek diamati, radiasi energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai suhu, dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisinya, temperatur objek dapat dibedakan.
4. Termometer elektronik
Ada dua jenis yang digunakan di pengolahan, yakni thermocouple dan resistance thermometer. Biasanya, industri menggunakan nominal resistan 100 ohm pada 0 °C sehingga disebut sebagai sensor Pt-100. Pt adalah simbol untuk platinum, sensivitas standar sensor 100 ohm adalah nominal 0.385 ohm/°C, RTDs dengan sensivitas 0.375 dan 0.392 ohm/°C juga tersedia.
SATUAN SUHU
Mengacu pada SI, satuan suhu adalah Kelvin (K). Skala-skala lain adalah Celsius, Reamur, dan Fahrenheit.
1. Skala Celsius adalah suatu skala suhu yang didesain supaya titik beku air berada pada 0 derajat dan titik didih pada 100 derajat di tekanan atmosferik standar. Skala ini mendapat namanya dari ahli astronomi Anders Celsius (1701–1744), yang pertama kali mengusulkannya pada tahun 1742.
Karena ada seratus tahapan antara kedua titik referensi ini, istilah asli untuk sistem ini adalah centigrade (100 bagian) atau centesimal. Pada 1948 nama sistem ini diganti secara resmi menjadi Celsius oleh Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran ke-9 (CR 64), sebagai bentuk penghargaan bagi Celsius dan untuk mencegah kerancuan yang timbul akibat konflik penggunaan awalan centi- (di Indonesia senti-) seperti yang digunakan satuan ukur SI. Meski angka-angka untuk saat beku dan mendidih untuk air tetap lumayan tepat, definisi aslinya tidak cocok digunakan sebagai standar formal: ia bergantung pada definisi tekanan atmosferik standar yang sendiri bergantung kepada definisi suhu. Definisi resmi Celsius saat ini menyatakan bahwa 0,01 °C berada pada triple point air dan satu derajat adalah 1/273,16 dari perbedaan suhu antara triple point air dan nol absolut. Definisi ini memastikan bahwa satu derajat Celsius merepresentasikan perbedaan suhu yang sama dengan satu kelvin.
Pada skala Celsius, 0 °C adalah titik dimana air membeku dan 100 °C adalah titik didih air pada tekanan 1 atmosfer. Skala ini adalah yang paling sering digunakan di dunia. Skala Celsius juga sama dengan Kelvin sehingga cara mengubahnya ke Kelvin cukup ditambahkan 273 (atau 273.15 untuk lebih tepatnya).
2. Skala Réaumur adalah skala suhu yang dinamai menurut René Antoine Ferchault de Réaumur, yang pertama mengusulkannya pada 1731. Titik beku air adalah 0 derajat Réaumur, titik didih air 80 derajat. Jadi, satu derajat Réaumur sama dengan 1,25 derajat Celsius atau kelvin.
Skala ini mulanya dibuat dengan alcohol, jadi termometer Réaumur yang dibuat dengan raksa sebenarnya bukan termometer Réaumur sejati. Réaumur mungkin memilih angka 80 karena dapat dibagi-dua sebanyak 4 kali dengan hasil bilangan bulat (40, 20, 10, 5), sedangkan 100 hanya dapat dibagi 2 kali dengan hasil bilangan bulat (50, 25).
Skala Réaumur digunakan secara luas di Eropa, terutama di Perancis dan Jerman, tapi kemudian digantikan oleh Celsius. Saat ini skala Réaumur jarang digunakan kecuali di industri permen dan keju.
3. Skala Fahreheit adalah salah satu skala suhu selain Celsius dan Kelvin. Nama Fahrenheit diambil dari ilmuwan Jerman yang bernama Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Skala ini dikemukakan pada tahun 1724. Skala Fahrenheit adalah skala umum yang dipakai di Amerika Serikat.
Dalam skala ini, titik beku air adalah 32 derajat Fahrenheit (ditulis 32°F) dan titik didih air adalah 212 derajat Fahrenheit. Negatif 40 derajat Fahreheit sama dengan negatif 40 derajat Celsius. Skala Fahrenheit banyak digunakan di Amerika Serikat.
4. Skala Kelvin (simbol: K) adalah skala suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan untuk skala Kelvin adalah kelvin (lambang K), dan merupakan salah satu dari tujuh unit dasar SI. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika gerakan molekuler berhenti), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16 dari suhu termodinamik triple point air (0,01 °C). Skala suhu Celsius kini didefinisikan berdasarkan kelvin.
Kelvin dinamakan berdasarkan seorang fisikawan dan insinyur Inggris, William Thomson, 1st Baron Kelvin.
Sebagai satuan baku, Kelvin tidak memerlukan tanda derajat dalam penulisannya. Misalnya cukup ditulis suhu 20 K saja, tidak perlu 20° K.
Skala yang sudah ditinggalkan :
1. Delisle
2. Leiden
3. Newton
4. Rankine
5. Réaumur
6. Rømer
MENGUBAH SKALA SUHU
Cara mudah untuk mengubah dari Celsius, Fahrenheit, dan Reamur adalah dengan mengingat perbandingan C:F:R = 5:9:4. Caranya, adalah (Skala tujuan)/(Skala awal)xSuhu. Dari Celsius ke Fahrenheit setelah menggunakan cara itu, ditambahkan 32.
Rumus Konversi Suhu Celsius
| Konversi dari | ke | Rumus |
| Celsius | Fahrenheit | °F = °C × 1,8 + 32 |
| Fahrenheit | Celsius | °C = (°F − 32) / 1,8 |
| Celsius | Kelvin | K = °C + 273,15 |
| Kelvin | Celsius | °C = K − 273,15 |
| Rumus konversi lainnya Kalkulator konversi untuk satuan ukur suhu | ||
Rumus Konversi Suhu Fahrenheit
| Konversi dari | ke | Rumus |
| Fahrenheit | Celsius | °C = (°F – 32) / 1.8 |
| Celsius | Fahrenheit | °F = °C × 1.8 + 32 |
| Fahrenheit | Kelvin | K = (°F – 32) / 1.8 + 273.15 |
| Kelvin | Fahrenheit | °F = (K – 273.15) × 1.8 + 32 |
| Rumus konversi lainnya Kalkulator konversi untuk satuan ukur suhu | ||
Rumus Konversi Suhu Kelvin
| Konversi dari | ke | Rumus |
| Kelvin | Fahrenheit | °F = K × 1,8 − 459,67 |
| Fahrenheit | Kelvin | K = (°F + 459,67) / 1,8 |
| Kelvin | Celsius | °C = K − 273,15 |
| Celsius | Kelvin | K = °C + 273,15 |
| Rumus konversi lainnya Kalkulator konversi untuk satuan ukur suhu | ||
Secara mudah hubungan suhu pada skala-skala Celcius (C), Reamur (R), Fahrenheit (F), dan Kelvin (K) dapat dilihat dalam rumus berikut :
toC = 4/5 toR = ( 9/5t+ 32 )oF = ( t + 273 )oK
Contoh 1 :
100 °C pada skala Fahrenheit adalah 9/5 x 100 + 32 = 212 °F
77 °F pada skala Celsius adalah 5/9 x (77-32) = 25 °C
Contoh 2:
Temperatur termometer Celcius (oC) menunjukkan p kali temperatur termometer Fahrenheit (oF). Berapakah besarnya temperatur masing-masing termometer itu?
Jawab:
Derajat Celcius : tc = 5x
x(5 - 9p) = 32p ® x = 32p/(5-9p)
Derajat Fahrenheit: tF = 9x + 32
C = 5x = 5(32p/5-9p) = 160p/(5-9p)
C = pF
F = C/P = 160p/p(5-9p) = 160/(5-9p)
5x = p(9x + 32)
5x - 9px = 32p
Tahukah anda?
Suhu paling dingin di bumi pernah dicatat di Stasiun Vostok, Antarktika pada 21 Juli 1983 dengan suhu -89,2 °C.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar