Kamis, 07 Oktober 2010

Temperatur atau Suhu

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. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.

Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti:

C:R:(F-32) = 5:4:9 dan

K=C + 273.


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:

Termometer yang sering digunakan

Termometer yang biasanya dipakai sebagai berikut:

Termometer bulb (air raksa atau alkohol)

Termometer Alkohol adalah alternative dari termometer air raksa dengan fungsi yang sama. Tetapi tidak sama seperti air raksa dalam termometer kaca. Isi termometer alkohol tidak beracun dan akan menguap dengan cukup cepat. Ruang di bagian atas cairan merupakan campuran dari nitrogen dan uap dari cairan. Dengan meningkatnya suhu maka volumenya naik. Cairan yang digunakan dapat berupa etanol murni atau asetat isoamyl, tergantung pada produsen dan pekerjaan yang berhubungan dengan suhu. Karena termometer ini adalah transparan, maka cairan yang dibuat harus terlihat dengan penambahan pewarna merah atau biru.

Satu setengah dari gelas yang mengandung kaplier biasanya diberi label yang berlatar belakang bewarna putih dan kuning untuk membaca skala. Dalam penggunaan termometer alkohol ini diatur oleh titik didih cairan yang digunakan. Batas dari termometer etanol ini adalah 78° C, dan bermanfaat untuk mengukur suhu di siang hari, malam hari dan mengukur suhu tubuh. Thermometer alkohol ini adalah yang paling banyak digunakan karena bahaya yang ditimbulkan sangat kecil ketika terjadi kasus kerusakan pada termometer.

  • Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
  • Berdasar pada prinsip suatu cairan volumenya berubah sesuai temperatur. Cairan yang diisikan kadang-kadang alkohol yang berwarna tetapi juga bisa cairan metalik yang disebut merkuri, keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan
  • Ada nomor disepanjang tuba gelas yang menjadi tanda besaran temperatur.
  • 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.
  • Kelemahan termometer bulb antara lain mudah pecah, mudah terkontaminasi cairan (alkohol atau merkuri), kontaminasi gelas/kaca, dan prosedur pengukuran yang rumit (pencelupan).
  • Penggunaan thermometer bulb harus melindungi bulb dari benturan dan menghindari pengukuran yang melebihi skala termometer.
  • Sumber kesalahan termometer bulb:

- time constant effect, waktu yang diperlukan konduksi panas dari luar ke tengah batang kapiler

- thermal capacity effect, apabila massa yang diukur relatif kecil, akan banyak panas yang diserap oleh termometer dan mengurangi suhu sebenarnya

- cairan (alkohol, merkuri) yang terputus

- kesalahan pembacaan

- kesalahan pencelupan

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.

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.

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, Fahrenheit, dan Reamur.

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).

Skala Fahrenheit adalah skala umum yang dipakai di Amerika Serikat. Suhu air membeku adalah 32 °F dan titik didih air adalah 212 °F.

Sebagai satuan baku, Kelvin tidak memerlukan tanda derajat dalam penulisannya. Misalnya cukup ditulis suhu 20 K saja, tidak perlu 20° K.

Celsius

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

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 (17011744), 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.

Anders Celsius awalnya mengusulkan titik beku berada pada 100 derajat dan titik didih pada 0 derajat. Ini dibalik pada tahun 1747, disebabkan hasutan dari Linnaeus, atau mungkin Daniel Ekström, pembuat kebanyakan termometer yang digunakan oleh Celsius.

Suhu sebesar −40 derajat mempunyai nilai yang sama untuk Celsius dan Fahrenheit. Selain itu, sebuah cara untuk mengkonversi Celsius ke Fahrenheit adalah dengan menambah 40, dikalikan dengan 1,8, dan kemudian dikurangi 40. Sebaliknya, untuk mengkonversi dari Fahrenheit ke Celsius kita menambah 40, kemudian dibagikan 1,8 dan akhirnya dikurangi 40.

Skala Celsius digunakan di hampir seluruh dunia untuk keperluan sehari-hari, meski di media massa ia masih sering dikenal sebagai centigrade hingga akhir 1980-an atau awal 1990-an, terutama oleh peramal cuaca di saluran televisi di Eropa misalnya BBC, ITV dan RTÉ. Di Amerika Serikat dan Jamaika, Fahrenheit tetap menjadi skala pilihan utama untuk pengukuran suhu sehari-hari, meski Celsius dan kelvin digunakan untuk aplikasi sains.

Fahrenheit

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 suhu lainnya
Conversion calculator for units of temperature

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.

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.

Sejarah

Ada beberapa perdebatan mengenai bagaimana Fahrenheit memikirkan skala temperaturnya. Ada yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik nol (0 °F) dan 100 °F pada skala temperaturnya dengan cara mencatat temperatur di luar terendah yang dapat ia ukur, dan temperatur badannya sendiri. Temperatur di luar terendah ia jadikan titik nol yang ia ukur pada saat musim dingin tahun 1708 menjelang tahun 1709 di kampung halamannya, Gdánsk (Danzig) (-17.8 °C). Fahrenheit ingin menghindari suhu negatif di mana skala Ole Rømer seringkali menunjuk temperatur negatif dalam penggunaan sehari-hari. Fahrenheit memutuskan bahwa suhu tubuhnya sendiri adalah 100 °F (suhu tubuh normal adalah mendekati 98.6 °F, berarti Fahrenheit saat itu sedang demam ketika bereksperimen atau termometernya tidak akurat). Dia membagi skala normalnya menjadi 12 divisi, dan kemudian ke-12 divisi masing-masing dibagi lagi atas 8 sub-divisi. Pembagian ini menghasilkan skala 96 derajat. Fahrenheit menyebut bahwa pada skalanya, titik beku air pada 32 °F, dan titik didih air pada 212 °F, berbeda 180 derajat.

Ada pula yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik nol (0 °F) pada skalanya sebagai suhu di mana campuran sama rata antara es dan garam melebur dan 96 derajat sebagai temperatur darahnya (dia pada awalnya menggunakan darah kuda untuk menandakan skalanya). Skalanya terdiri atas 12 divisi, tapi kemudian dia membagi masing-masing divisi menjadi 8 sub-divisi sama besar. Dan menghasilkan 96 derajat. Dia kemudian menemukan bahwa air (tanpa campuran apa-apa) akan membeku pada suhu 32 derajat dan mendidih pada suhu 212 derajat.

Yang ketiga adalah cerita yang paling dikenal, seperti yang digambarkan pada serial televisi fisika populer The Mechanical Universe. Serial itu menyatakan bahwa Fahrenheit mengadopsi skala Rømer di mana air membeku pada suhu 7,5 derajat dan mengalikan setiap nilai dengan 4 untuk mengeliminasi pecahan serta meningkatkan granularity dari skala tersebut (menghasilkan 30 dan 240 derajat). Kemudian dia kembali menentukan skalanya di antara titik beku air dan temperatur normal tubuh manusia (di mana ia mengambil 96 derajat); titik beku air ditentukan 32 derajat sehingga ada 64 interval akan membagi dua. Sehingga ia bisa menandai garis derajat pada alatnya dengan membagi dua interval tersebut dua kali.

Pengukurannya tidak semuanya akurat. Dengan menggunakan skala awalnya, titik beku dan titik didih air yang sebenarnya akan berbeda dengan 32 °F dan 212 °F. Beberapa waktu setelah kematiannya, diputuskan untuk kembali menandakan skalanya dengan 32 °F dan 212 °F sebagai titik beku dan titik didih air murni yang benar. Perubahan ini memudahkan konversi dari Celsius ke Fahrenheit dan vice versa dengan menggunakan rumus sederhana. Perubahan ini juga menjelaskan mengapa temperatur tubuh pernah sekali ditentukan 96 atau 100 °F oleh Fahrenheit sekarang ditentukan 98,6 °F oleh banyak pihak, walaupun nilai 98 °F akan lebih akurat.

Keempat, adalah cerita yang tidak begitu dikenal mengenai asal muasal skala Fahrenheit. Cerita keempat menceritakan bahwa skala Fahrenheit ditentukan Fahrenheit sendiri yang menjadi anggota organisasi persaudaraan (tidak ada bukti yang tentu). Dalam organisasi tersebut, ada 32 tingkat penerangan, 32 menjadi yang tertinggi. Penggunaan kata degree (dalam bahasa Indonesia berarti: derajat atau tingkatan) sendiri dikatakan diambil dari tingkatan dalam organisasi tersebut. Ini mungkin suatu kebetulan, tapi tidak ada bukti yang menunjukkan kebenaran hal tersebut .

Versi kelima menceritakan bahwa Fahrenheit menentukan 0 derajat berdasarkan temperatur di mana manusia akan mati beku karena kedinginan dan 100 derajat adalah temperatur di mana manusia akan mati karena panas. Untuk alasan itu, 0 sampai 100 menunjukkan rentang di mana manusia bisa hidup.

Dan versi keenam menceritakan bahwa Fahrenheit menandai titik beku air, temperatur normal tubuh manusia dan titik didih air. Ia kemudian membagi rentang antara titik beku air dan titik didih air menjadi 180 derajat. Mengatur temperatur normal tubuh manusia sebagai 100 derajat membuat FP dan BP menjadi 32 dan 212 berturut-turut.

Perbandingan dengan skala temperatur lainnya

Perbandingan dengan skala temperatur lainnya

Keterangan

Kelvin

Celsius

Fahrenheit

Rankine

Delisle

Newton

Réaumur

Rømer

Nol mutlak

0

−273.15

−459.67

0

559.725

−90.14

−218.52

−135.90

Campuran es dan garam Fahrenheit

255.37

−17.78

0

459.67

176.67

−5.87

−14.22

−1.83

Air membeku (pada tekanan normal)

273.15

0

32

491.67

150

0

0

7.5

Suhu tubuh manusia rata-rata

310.0

36.8

98.2

557.9

94.5

12.21

29.6

26.925

Air mendidih (pada tekanan normal)

373.15

100

212

671.67

0

33

80

60

Titanium melebur

1941

1668

3034

3494

−2352

550

1334

883

Suhu permukaan matahari

5800

5526

9980

10440

−8140

1823

4421

2909

Skala Réaumur

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.

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

  • 77 °F pada skala Celsius adalah 5/9 x (77-32) = 25

http://id.wikipedia.org/wiki/Suhu

1 komentar: