KATA PENGANTAR
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
1. Suhu
Suhu adalah besaran termodinamika yang menunjukkan
besarnyaenergi kinetik translasi rata-rata molekul dalam sistem gas
; suhu diukurdengan menggunakan termometer (kamus kimia : balai
putaka : 2002).
Suhu menunjukkan derajatpanasbenda. Mudahnya, semakin tinggisuhu
suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis,suhu
menunjukkanenergiyang dimiliki oleh suatu benda. Setiapatom dalam
suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam
bentukperpindahan maupun gerakan di tempat berupagetaran. Makin
tingginyaenergi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda
tersebut.
Suhu biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat
panasdinginnya suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki
suhu yangtinggi, sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang
rendah. Padahakikatnya, suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata
yang dimiliki olehmolekul-molekul sebuah benda.
Sebagai contoh, ketika kita memanaskan sebuah besi ataualumanium
maka akan terjadi proses pemuaian pada besi tersebut. Ketikakita
mendinginkan air sampai pada suhu dibawah nol derajat maka
airtersebut akan membeku. Sifat-sifat benda yang bisa berubah
akibatadanya perubahan suhu disebut sifat termometrik.2. Kalor
Kalor adalah energi yang dapat diteruskan oleh satu benda ke
bendalain secara konduksi,perolakan dan penyinaran. (kamus kimia ;
2002).
Sampai pada pertengahan abad 18, orang masih
menyamakanpengertian suhu dan kalor. Baru pada tahun 1760, joseph
blackmembedakan kedua pengertian ini. Suhu adalah sesuatu yang
diukur padatermometer, dan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari
benda yangpanas ke benda yang dingin untuk mencapai keadaan
termal.
Pada tahun 1798, seorang ilmuwan amerika, benjamin thompson
menyasingkan definisi kalor sebagai fluida kalorik. Ia yang
merupakanseorang anggota militer mengamati bahwa ketika meriam
menembakkan peluru, ada kalor yang dihasilkan pada meriam.
Berdasarkan pengamatannya, thompson menyimpulkan bahwa kalor
bukanlah fluida, tetapi kalor dihasilkan oleh usaha yang dilakukan
oleh kerja mekanismisalkan gesekan. Satu kalori didefinisikan
sebagai banyaknya kalor yangdiperlukan untuk menaikkan suhu air
sebesar 1 C.
B. Rumusan Masalah
1. apa yang dimaksud dengan suhu dan kalor?
2. apa yang dimaksud dengan azas black?
3. apa peredaan dari jenis-jenis pemuaian ?C. Tujuan
- Menambah wawasan dibidang fisika khusus nya tentang Suhu dan
Kalor
- Mengerti pemaham atau pengertian dari Suhu dan Kalor itu
sendiri
- Mengetahui perbedaan Suhu dan Kalor
- Memahami perubahan suhu dan kalor pada pengaplikasian dalam
kehiduipan sehari-hari
Bab IITINJAUAN PUSTAKAA. SuhuSuhu adalah besaran yang menyatakan
derajat panas suatu benda. Sifat termometrik adalah sifat-sifat
benda yang bisa berubah akibat adanya perubahan suhu. Termometer
adalah alat untuk mengukur suhu suatu benda (Purnomo,
2008).Termometer zat cair: menggunakan prinsip bahwa zat cair akan
memuai jika dipanaskan. Termometer Bimetal: menggunakan prinsip
bahwa logam akan memuai jika dipanaskan. Termometer Hambatan:
menggunakan prinsip bahwa bila seutas kawat dipanaskan, hambatan
listriknya akan bertambah. Termokopel: pemuain antara dua logam
yang kedua ujungnya disentuhkan akan menghasilkan GGL. Termometer
Gas: sejumlah gas yang dipanaskan dan volumenya tetap maka
tekanannya bertambah. Pyrometer: mengukur intensitas radiasi yang
dipancarkan oleh benda yang sangat panas (Purnomo, 2008).B.
KalorSecara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh
suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya
tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu
juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung
sedikit (Purnomo, 2008).
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau
energi panas. Kaor adalah suatu energi panas suatu zat yang dapat
diukur dengan alat termometer dengan perantara air yang telah
didihkan. Kalor jenis suatu benda memiliki masa yang berbeda-beda
tergantung pada energi panas yang dimiliki oleh benda tersebut.
Perpindahan Kalor dipelajari sebagai sebuah mata kuliah di beberapa
jurusan dalam bidang teknik. Panas dalam bahasa Indonesia bisa
mengandung dua arti, satu berarti kata sifat dan yang lain berarti
kata benda, sedangkan Kalor sudah pasti kata benda. Definisi
sederhana menyatakan Perpindahan Kalor adalah ilmu yang mempelajari
perpindahan kalor dari satu system ke system lain dengan berbagai
aspek yang menjadi implikasinya (Koestoer, 2008).
Perpindahan kalor atau heat transfer ialah ilmu yang mempelajari
perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu antara
benda atau matrial. Dasar termodinamika telah kita ketahui bahwa
energi yang pindah itu dinamakan kalor atau panas (heat) (Holman,
2006).BAB III
isi
SuhudanKalor
1. Definisi SuhuSuhu merupakan ukuran relative panas dinginnya
suatu benda atau sistem. Alat ukur untuk mengukur perubahan suhu
yaitu thermometer. Ada beberapa jenis thermometer yang memiliki
skala bawah dengan acuan es pada saat membeku dan skala atas dengan
acuan air mendidih.Acuan ini ditentukan pada tekanan 1 atm = 76 cm
Hg.
Gambar 1
Dari gambar (1) diatas, rentang skala Celcius adalah 100 skala,
Reamur 80 skala, Fahrenheit 180 skala dan Kelvin 100 skala. Jika
skala C, R, F dan K kita bandingkan melalui pembagian skalanya akan
didapat : C : R : F : K adalah 100 : 80 : 180 : 100 dan
disederhanakan menjadi C : R : F : K adalah 5 : 4 : 9 : 5. Dari
gambar (1), kita mendapatkan hubungan anatar C, R, F dan K sebagai
berikut (gambar 2)
Gambar 2
2. Definisi KalorKalor adalah bentuk Energi yang berpindah dari
suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan
kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda
berubah.
1 kalori: adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1
gram air sebesar 1C.
1 kalori = 4.18 joule atau 1 joule = 0.24 kalori
Kapasitas kalor (C): adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh
zat untuk menaikkan suhunya 1C (satuan kalori/C).
Kalor jenis (c): adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1C (satuankalori/gram.C atau
kkal/kg C).
Kalor yang digunakan untuk menaikkan/menurunkan suhu tanpa
mengubah wujud zat, mempunyai persamaan :
Keterangan :Q = kalor yang di lepas/diterima (kalori, Joule)
C = kapasitas kalor ( kal/C, Joule/K)
m = massa benda ( gram. kg)
c = kalor jenis benda (kal/grC, Joule/kg K)
t = kenaikan/penurunan suhu, perubahan suhu (C, K
3. Pemuaian zatPada umumnya setiap benda baik itu berupa padat,
cair atau gas jika dipanaskan akan mengalami penambahan ukuran
panjang, luas ataupun volumenya. Penambahan ukuran benda karena
penambahan suhu sering disebut sebagai pemuaian benda. Besarnya
pemuaian benda sangat bergantung pada :a. Ukuran benda semulab.
Kenaikan suhuc. Jenis bendaPemuaian Zat Padat, Cair dan Gasa.
Pemuaian Zat Padat Muai PanjangPernahkah kalian mengamati kabel
jaringan listrik pada pagi hari dan pada siang hari ? kabel
jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada
siang hari. Kabel tampak kendor karena panjang logam penyusun kabel
bertambah panjang akibat terkena panas sinar matahari. Dengan
demikian dapat dikatakan bahwa kabel mengalami pemuaian karena
terkena panas sinar matahari.
Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 10 C pada zat
sepanjang 1m disebut koefisien muai panjang ().Hubungan antara
panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan
persamaan
Dengan,L : Panjang akhir (m)L0 : Panjang mula-mula (m) :
Koefisien muai panjang (0 C/m)t : kenaikan suhu (m) Muai luasJika
yang dipanaskanadalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat
tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan
demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian
bidangPertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 10 C pada
zat seluas 1m2 disebut koevisien muai luas (). Besarnya dapat
dinyatakan dalam
Hubungan antara luas benda, suhu, dan koefisien muai luas suatu
zat adalah
DenganA : luas akhir (m2 )A0 : luas mula-mula (m2 ) : koefisien
muai luas zat ( 0 C/m2 )t : kenaikan suhu ( 0 C)Pemuaian luas dapat
kita amati pada jendela kaca rumah, pada saat udara dingin kaca
menyusut karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada koefisien
muai kayu. Dan jika suhu memanas maka kaca akan memuai lebih besar
dari pada kayu kusen sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan
sangat rapat pada kusen kayu. Muai volumeJika suatu balok mula-mula
memiliki panjang P0 , lebar L0 , dan tinggi h0 dipanaskan hingga
suhunya bertambah T, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang
dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar:
dimana
dengan V : volume akhir (m3 )V0 : volume mula-mula (m3 ) :
koefisien muai volume (0 C/m3 )t : kenaikan suhu (0 C)b. Pemuaian
Zat CairPada zat cair kita tidak mengenal muai panjang ataupun muai
luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja.
Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin
besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis
zat cair berbeda-beda akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair
sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda.
Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena
peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas
disebut titik tripel.
Khusus untuk air pada kenaikan suhu dari 00 C sampai 40 C
volumennya tidak bertambah akan tetapi justru menyusut,
pengecualian ini disebut dengan anomali air sehingga pada suhu 40 C
air mempunyai volume terendah. Hubungan suhu dan volume air dapat
digambarkan pada grafik di bawah ini
Pada suhu 4 C air menenpati posisi terkecil sehingga pada suhu
itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya
dinaikkan dari 0 C 4 C akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan
dari 4 C ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila
suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi
pada air itu disebut anomali air. Hal senada juga terjadi pada
bismuth pada suhu-suhu yang berbeda.c. Pemuaian GasSama halnya
dengan zat cair dalam gas kita tidak mengenal pemuaian panjanh
ataupun pemuaian luas. Gas akan mengalami pemuaian volume jika
suhunya dinaikkan dan akan mengalami penyusutan jika suhunya
diturunkan. Dari hasil percobaan didapatkan harga koefisien muai
ruang yang sama untuk semua jenis gas yaitu sebesarC-1Sehingga
volume akhir gas pada tekanan tetap adalah sebagai berikut.
Pemuaian tekanan akhir gas pada volume tetap adalah sebagai
berikut.p = p0 (1+ 1/273t)Pemuaian gas dalam ruang tertutup dapat
dibahas dengan menggunakan hukum Boyle Gay Lussac sebegai berikut
:Persamaan gas ideal
Jadi
Dimana T adalah suhu mutlak Kelvin dan R adalah konstanta gas
umum = 8314 joule/Kilomol. K atau 0,082 atm L/mol K4. Pemuaian Zat
Pada Kehidupan Sehari-hari Pemasangan kaca jendelaDalam pemasangan
kaca jendela perlu diperhatikan ruang muai bagi kaca sebab
koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat
kaca tersebut dipasang. Pemasangan sambungan rel kereta
apiPenyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu
batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang
rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya
ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang
akan mengakibatkan rel menjadi bengkok. Pemasangan bingkai besi
pada roda pedatiPada keadaan normal bingkai roda pedati dibuat
sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan
untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang
bingkai tersebut terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga
memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada
tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai
tersebut. ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil
dan terpasang kuat pada tempatnya. Pemasangan jaringan listrik dan
teleponPada pemasangan kabel jaringan listrik atau telepon maka
kabel harus dipasang dengan kendur dari tiang satu ke tiang lainnya
sehingga saat udara dingin pannjang kabel akan sedikit berkurang
dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur maka saat terjadi
peyusutan kabel akan terputus. Keping bimetalKeping bimetal adalah
dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda
yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap
perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama
dan kedua keping dam posisi lurus. Jika suhu naik kedia keping akan
mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda.
Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang
mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Keping bimetal dapat
dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer
bimetal, termostat bimetal pada setrika listrik, saklar alarm
bimetal, sekring listrik bimetal.Pemanfaatan pemuaian zat yang
tidak sama koefisien muainya dapat berguna bagi industri otomotif
misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis, pada
lampu reting kendaraan dan lain-lain.gambar-gambar tentang
pemuaian:
5. KAPASITAS KALOR
Kapasitas kalor (C) = banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu seluruh benda sebesar satu derajat. Dengan demikian,
benda yang mempunyai massa m dan kalor jenis c mempunyai kapasitas
kalor sebesar:
C = mc
Keterangan :
C = kapasitas kalor
m = massa benda (Kg)
c = kalor jenis (J/Kg.K)
Satuan kapasitas kalor benda (C)Untuk menurunkan satuan
kapasitas kalor (C), kita oprek saja persamaan kapasitas kalor (C)
di atas :
Satuan Sistem Internasional untuk kapasitas kalor benda = J/K (J
= Joule, K = Kelvin)
6. Asas Black
Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang
dikemukakan oleh Joseph Black. Bunyi Asas Black adalah sebagai
berikut:
"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang
suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat
yang suhunya lebih rendah" Asas ini menjabarkan:
Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda
yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu
akhirnya sama
Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor
yang dilepas benda panas
Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan
kalor yang diserap bila dipanaskan
Rumus Asas Black sendiri adalah : Qlepas = QterimaQlepas adalah
yang suhu nya rendahQterima adalah yang suhu nya lebih tinggi jika
dijabarkan menjadi :mxcxt = mxcxt
7. Perambatan kalor
Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:
1. Konduksi
Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat
perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.
H = K . A T/ L)
H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktuT/L = gradien
temperatur (K/m)K = koefisien konduksiA = luas penampang (m)L =
panjang benda (m)
2. Konveksi
Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat,
karena perbedaan massa jenis.
H = K . A .T
H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktuK = koefisien
konveksiT = kenaikan suhu (K)
3. Radiasi
Perambatan kalor dengan pancaran berupa gelombang-gelombang
elektromagnetik.
Pancaran kalor secara radiasi mengikuti Hukum Stefan
Boltzmann:
W = e . . T4
W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas
per satuan waktu = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.K4e =
emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (K)
Benda yang dipanaskan sampai pijar, selain memancarkan radiasi
kalor juga memancarkan energi radiasi dalam bentuk gelombang
elektromagnetik dengan panjang gelombang 10-6 s/d 10-5 m. Untuk
benda ini berlaku hukum PERGESERAN WIEN, yaitu:max . T = C C =
konstanta Wien = 2.9 x 10-3m KBab IV
PEMBAHASAN
Istilah suhu sendiri hadir di dalam ilmu fisika melalui panca
indra manusia. Kita dapat mengatakan dingin jika jika kita
menggenggam sebuah bongkahan es, sedangkan kita terkadang merasa
kepanasan jika berdiri dibawah terik sinar matahari. Sensasi panas
dan dingin inilah yang dalam kehidupan sehari hari kita sebut
dengan suhu.Sedangkan dalam ilmu fisika suhu itu sendiri diartikan
sebagai suatu yang dapat menjadi faktor penentu kesetimbangan
formal.
Kenyataan yang sangat mendasar dari suhu (sensasi panas atau
dingin) seperti yang telah disebutkan diatas adalah Bila 2 buah
benda, berbeda suhu (dengan kata lain yang satu panas dan yang
lainnya dingin) disinggungkan satu sama lain, maka pada akhirnya
kedua benda tersebut menjadi sama panas atau sama dinginnya. Pada
saat ini penentuan panas atau dingin inilah yang dahulu hanya
diukur secara kualitatif yang mungkin tidak dapat diandalkan
diterjemahkan dengan suatu alat ukur pengukur suhu yang disebut.
Untuk satuan dasar dari suhu adalah kelvin meskipun dalam
penggunaannya sehari hari kita lebih familiar dengan satuan
celcius.
Tabel dibawah ini merupakan konversi suhu untuk beberapa satuan
:
Suhu dan kalor merupakan hal yang sangat berkaitan erat karena
kalor sangat dipengaruhi oleh suhu. Dari kenyataan suhu yang telah
diuraikan diatas mengenai benda panas dan dingin jika disentuhkan,
maka kalor adalah jumlah energi yang berpindah dari benda panas
(yang suhunya lebih tinggi) ke benda yang dingin (yang suhunya
lebih rendah). Kita mengenal satuan kalor yang umum sering
digunakan yaitu Joule dan Kalori. Dimana 1 kalori adalah 4.2 Joule
dan dalam ilmu fisika dilambangkan dengan Q.
Untuk rumus dari kalor tersebut adalah :Q = M x C x (T2-T1)Untuk
lebih mudah memahaminya mari kita beri contoh studi kasus hubungan
antara suhu dan kalor berdasarkan rumus diatas.
Massa sebuah air adalah 20 gram pada 25 derajat celcius, jika
diketahui kalor jenis air adalah 2, maka berapakah jumlah kalor
yang diperlukan agar suhunya menjadi 60.
Kalor yang dibutuhkan dalam contoh sederhana kasus diatas dapat
kita hitung dari rumus :Q = M x C x (T2-T1)
Q = 20 x 2 x (60 25)
Q = 1400 kalori
Bab V
PENUTUP
KESIMPULAN
Berdasarkan materi diatas Suhu atau temperatur benda adalah
besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Benda yang panas
memiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan memiliki
suhu yang rendah.
Suhu merupakan ukuran atau derajat panas atau dinginnya suatu
benda atau sistem. Suhu didefinisikan sebagai suatu besaran fisika
yang dimiliki bersama antara dua benda atau lebih yang berada dalam
kesetimbangan termal. Untuk mengukur dan mengkuantitatifkan
pengukuran suhu digunakan alat pengukur suhu yang dinamakan
termometer. Alat ini bekerja berdasarkan sifat termometrik zat.
Nilai suhu suatu benda dinyatakan dalam beberapa skala suhu, dan
skala suhu yang umum digunakan adalah skala Celcius, Reamur,
Fahrenheit, dan Kelvin. Hubungan antara skala Celcius dan Reamur
dinyatakan sebagai berikut :
Pengaruh panas dan dingin (perubahan nilai suhu) pada suatu
benda menyebabkan perubahan wujud dan sifat benda. Perubahan wujud
dapat terjadi manakala suhu benda mencapai titik leleh atau titik
didihnya. Setiap benda juga dapat mengalami pemuaian ketika
dipanaskan, dan menyusut ketika didinginkan, akan tetapi
pengecualian pada air, dimana air memiliki sifat anomali air pada
rentang suhu 0 C hingga 4 C. Pada zat padat dapat terjadi pemuaian
panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume, sedangkan pada zat
cair dan gas hanya dapat terjadi pemuaian volume saja
Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih
tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda
bersentuhan.Besar kalor yang diberikan pada sebuah benda yang
digunakan untuk menaikkan suhu tergantung pada : (massa benda
(kalor jenis benda (perbedaan suhu kedua bendaPerpindahan kalor
dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :a. Konduksib. Konveksic.
Radiasi Banyaknya kalor yang diterima atau dilepaskan oleh suatu
benda bergantung dari sifat bendanya, yaitu kapasitas kalor suatu
benda dan kalor jenis benda tersebut. Kapasitas kalor didefinisikan
sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu
benda sebesar 1 C atau 1 K. Sedangkan kalor jenis suatu zat
didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 kilogram zat tersebut sebesar 1 C atau 1 K. Kalor
jenis zat merupakan sifat termal zat terhadap kemampuannya menyerap
kalor, dan nilainya akan berbeda-beda bergantung zat
masing-masing.
Tidak semua kalor berguna dalam menaikkan suhu. Ada juga kalor
yang digunakan suatu zat untuk berubah wujud. Kalor yang digunakan
suatu zat untuk berubah wujud dinamakan kalor laten. Kalor laten
itu sendiri terdiri dari kalor lebur (kalor beku) dan kalor didih
(kalor uap).
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh
perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima
kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat,
pada zat cair, dan pada zat gas.
LAMPIRANSejarah Penemuan Termometer
Sebelum termometer ditemukan, ahli astronomi dan ahli ilmu alam
melakukan berbagai usaha untuk dapat menciptakan alat yang dapat
mengukur suhu. Mereka mengetahui bahwa temperatur dapat membuat zat
memuai. Untuk itu, mereka menggunakan ukuran muai zat sebagai
patokan dalam mengukur temperatur. Namun penemuan alat pengukur
temperatur tidak dapat dengan mudah diciptakan. Para ahli perlu
menemukan zat yang tepat, teknik yang tepat dan skala yang tepat
pula untuk dapat mengukur secara cermat.
Kemudian pada tahun 1593, Galileo Galilei berusaha membuat
pengukuran termometer dengan menggunakan pemuaian udara. Alat yang
diciptakan oleh Galileo ini kemudian disebut termoskop. Walaupun
masih tergolong sangat sederhana, namun secara kasar alat ini sudah
dapat mengukur temperatur.
Termoskop Galileo
Termoskop galileo terdiri atas bola gelas sebesar telur ayam
yang dihubungkan dengan pipa panjang tertutup berisi air. Di dalam
cairan digantungkan sejumlah beban. Umumnya beban tersebut
dilekatkan pada bola kaca tersegel yang berisi cairan berwarna
untuk efek estetika. Saat suhu berubah, kerapatan cairan di dalam
silinder turut berubah yang menyebabkan bola kaca bergerak timbul
atau tenggelam untuk mencapai posisi di mana kerapatannya sama
dengan cairan sekelilingnya atau terhenti oleh bola kaca lainnya.
Bila perbedaan kerapatan bola kaca sangat kecil dan terurutkan
sedemikian rupa sehingga yang kurang rapat berada di atas dan yang
terapat berada di bawah, hal tersebut dapat membentuk suatu skala
suhu.Di Florence bangsawan Tuscany, Ferdinand II, menciptakan
termometer yang lebih baik. Udara di dalam bola gelas digantikan
dengan anggur atau alkhohol. Kedua titik tetapnya adalah temperatur
pada musim dingin yang terdingin serta temperatur pada musim panas
yang terpanas.Sejak penemuan Amontons dan Ferdinand, kemudian
banyak bermunculan usulan mengenai titik patokan. Ada yang
mengusulkan penggunaan satu titik patokan saja, tetapi ada pula
yang mengusulkan dua titik patokan.
Gabriel Daniel Fahrenheit
Setelah membaca sejarah ilmu yang mengisahkan penemuan Amotons
tentang titik didih air yang tetap maka Gabriel Daniel Fahrenheit
terdorong untuk membuat termometer guna melihat gejala alam di
bidang temperatur. Fahrenheit mengulang disain termometer serta
menggunakan air raksa sebagai zat pengukurnya.Pada tahun 1714,
Fahrenheit berhasil menciptakan termometer raksa. Inilah termometer
yang benar-benar cermat dan teliti. Skala pada termometer ini
dikenal sebagai derajat Fahrenheit.
Dikemudian hari, diketahui penggunaan raksa dalam alat ukur
temperatur memiliki beberapa kelebihan dibandingkan penggunaan air.
Diantaranya:
1. Jangkauan suhu raksa cukup lebar. Raksa membeku pada suhu
-40C dan mendidih pada suhu 360C. 2. Unsur logam transisi ini
berwarna keperakan, sehingga dapat mudah dilihat karena mengkilat.
3. Raksa tidak membasahi diding pipa kapiler pada termometer
sehingga pengukurannya menjadi teliti. 4. Pemuaian Raksa cukup
teratur dari temperatur ke temperatur.
Pada tahun 1730, Rene Antoine Ferchault de Reamur menyusun suatu
skala temperatur baru dan dikenal dengan skala Reamur. Dalam
percobaannya ia menggunakan campuran anggur dan air dalam bandingan
4 dan 1.Pada tahun 1742 ahli astronomi Swedia di Universitas
Upsala, Anders Celcius membagi jarak di antar titik beku dan titik
didih air ke dalam 100 bagian. Skala inipun dikenal dengan skala
celcius atau skala centigrade. Pada skala celcius, 0(C adalah titik
dimana air membeku dan 100(C adalah titik dimana air mendidih.
Skala inilah yang paling sering digunakan di dunia.Pada tahun 1848,
Fisikawan Skotlandia, Lord Kelvin, menyataka pentingnya fenomena
hubungan suhu-volume atau Hukum Charles dan Gay-Lussac. Sebagai
contoh, bila kita mempelajari hubungan suhu volume pada berbagai
tekanan. Pada suatu nilai tekanan yang ditentukan, plot dari volume
terhadap suhu menghasilkan garis lurus. Dengan memperpanjang garis
ke volume nol, diperoleh perpotongan pada sumbu suhu dengan nilai
-273,15(C. Pada tekanan lainnya, diperoleh garis lurus yang berbeda
dari plot antara volume suhu , namun diperoleh pula perpotonga suhu
pada volume nol yang sama, yaitu pada -273,15(C. (Raymond Chang,
2005: 130)1