126

2 Suhu dan Pemuaian

A. SUHUSuhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dan dingin suatu benda.1. Alat Ukur Suhu

Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Ada 2 macam termometer, yaitu termo-meter berisi alkohol dan air raksa.

RAKSA ALKOHOL

KEU

NTU

NG

AN

• mudah dilihat karena mengkilap,

• pemuaiannya teratur,

• jangkauan suhunya cukup besar, yaitu –39 °C sampai 357 °C.

• lebih teliti untuk perubahan yang sangat kecil karena pemuaiannya cukup besar,

• harganya murah,• titik bekunya ren-

dah, yaitu –112 °C.

KER

UG

IAN

• harganya mahal,• tidak dapat men-

gukur suhu–suhu rendah (kurang dari –39 °C),

• merupakan bahan beracun.

• titik didihnya rendah, yaitu 78 °C sehingga tidak bisa mengukur suhu tinggi,

• tidak berwarna se-hingga sulit dilihat,

• membasahi dinding.

2. Jenis–jenis Termometer Air Raksaa. Celcius (C) c. Fahrenheit (F)b. Reamur (R) d. Kelvin (K)

Penetapan Skala Beberapa Jenis TermometerCelcius Reamur Fahrenheit Kelvin

Titik leburTitik didihJumlah skalaPerban-ingan

0°

100°

100°

5

0°

80°

80°

4

32°

212°

180°

9

273°

373°

100°

5

Dari perbandingan pada tabel di atas diperoleh: Termometer Celcius dan Kelvin mempunyai

skala yang sama, yaitu 100o. Oleh karena itu:

K = C + 273

Termometer Celcius, Reamur, dan Fahren-heit mempunyai perbandingan:

C : R : (F – 32) = 5 : 4 : 9

Jadi, diperoleh rumus:5C R4

= 4R C5

= 9F C 325

= × +

( )5C F 329

= × - ( )4R F 329

= × - 9F R 324

= +

Termometer Khusus Termometer Six–Bellani: untuk mengukur

suhu tertinggi dan terendah di suatu tempat.Ciri–ciri: skala ukurnya antara –20 °C sampai 50 °C,

127

menggunakan zat muai alkohol dan raksa. Dilengkapi dua keping baja sebagai penunjuk skala,

disediakan magnet tetap, untuk menarik keping baja turun melekat pada raksa.

Termometer Klinis: termometer yang digu-nakan untuk mengukur suhu tubuh manusia.Ciri–ciri: skala ukur hanya 35 °C – 42 °C, menggunakan zat muai raksa (Hg), pada pembuluh termometernya terdapat

bagian yang disempitkan, untuk mengembalikan raksa ke dalam

tendon, termometer harus diguncang–guncangkan terlebih dahulu,

hanya dapat mengukur suhu tertinggi se-hingga disebut termometer maksimum.

B. PEMUAIAN1. Muai Panjang

Koefisien muai panjang zat adalah bilangan yang menyatakan pertambahan panjang tiap satuan panjang suhu zat itu dinaikkan 1 °C. Rumus:

∆L = L0 . a . ∆T

dengan ∆L = Lt - L0 dan ∆T = T - T0. Diperoleh:

Lt = L0 + L0 . a . ∆T

2. Muai LuasRumus:

∆A = A0 . b . ∆T

dengan ∆A = At - A0 dan ∆T = V - T0. Diperoleh:

At = A0 + A0 . b . ∆T

3. Muai Volume (Ruang)Koefisien muai ruang suatu zat adalah bilan-gan yang menyatakan pertambahan volume tiap satuan volume bila suhu zat itu dinaikkan 1 °C. Rumus:

∆V = V0 . g . ∆T

dengan ∆V = V - V0 dan ∆T = T - T0. Diperoleh:

Vt = V0 + V0 . g . ∆T

Keterangan:L0 = panjang mula–mula (m, cm),Lt = panjang akhir (m, cm),∆L = pertambahan panjang benda,T0 = suhu mula–mula (°C),T = suhu akhir (°C),∆T = perubahan suhu (°C),a = koefisien muai panjang (°C–1),Ao = luas mula–mula,At = luas setelah dipanasi,β = koefisien muai luas,V0 = volume mula–mula (m3),Vt = volume akhir (m3),γ = koefisien muai volume,

2β = α dan 3γ = α

128

4. Muai GasJika zat gas dipanaskan, maka hanya mem-punyai muai ruang saja. Gay–Lussac men-emukan bahwa koefisien muai gas besarnya:

o o 11 1/ C C273 273

-γ = =

a. Pemanasan gas pada tekanan tetap∆ = + γ ⋅ ∆ = + t 0 t 0

TV V (1 T) atau V V 1 273

b. Pemanasan gas pada volume tetap∆ = + γ ⋅ ∆ = +

t 0 t 0TP P (1 T) atau P P 1

273

c. Pemanasan gas pada tekanan dan vol-ume tidak tetap

=1 1 2 2

1 2

P V P V

T T

Keterangan: V0 = volume gas mula–mula (sebelum dipanaskan),Vt = volume gas setelah dipanaskan,P0 = tekanan mula–mula,Pt

= tekanan gas setelah dipanaskan,∆T = perubahan suhu.P1 = tekanan pada keadaan 1 (atm, N/m2),V1 = volume pada keadaan 1 (m3, cm3),T1 = suhu pada keadaan 1 (°K),P2 = tekanan pada keadaan 2 (atm, N/m2),V2 = volume pada keadaan 2 (m3, cm3),T2 = suhu pada keadaan 2 (°K).

Contoh:1. Faiz mengukur suhu air dengan termometer

skala Fahrenheit dan menunjukkan angka 41°F. Berapakah suhu tersebut bila din-yatakan dalam: skala Celcius,Jawab:Diketahui: TF = 41 °FDalam skala Celcius

( ) ( )C F5 5t t 32 41 329 95 9 59

= × - = × -

= × =

Jadi, 41 °F = 5 °C

2. Sebuah logam (besi) yang berbentuk lem-peng, luasnya mula–mula 50 cm2, pada suhu 40 °C. Kemudian besi tersebut dipanas-kan sampai suhu 80 °C. Jika koefisien besi 0,000011/°C, berapakah luasnya sekarang?Jawab:Diketahui: Ao = 50 cm2, T1 = 40 °C, T2 = 80 °C, a = 0,000011 /°C.Ditanya: At = …?

∆T = T2 – T1 = 80 °C – 40 °C = 40 °C, makaAt = A0 (1 + b × ∆T) At = A0 (1 + 2α × ∆T) = 50 cm2 (1 + 2 × 0,000011 /°C × 40 °C) = 50 cm2 (1 + 0,00088) = 50 cm2 (1,00088) = 50,044 cm2

T