Suhu dan Termometer (Cara Menentukan Kesetaraan Skala dan Contoh Soalnya)

Suhu dan Termometer (Cara Menentukan Kesetaraan Skala dan Contoh Soalnya)

Amongguru.com. Termometer merupakan alat yang yang digunakan untuk mengukur suhu benda. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa) dan bagian atas cairan adalah ruang hampa.

Termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat cair akan bertambah apabila dipanaskan, sedangkan jika didinginkan, volume zat cair akan berkurang.

Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu suatu benda. Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca termometer diberi skala dengan menandai titik-titik tertentu pada kaca.

Setelah itu, masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Meskipun Satuan Internasional (SI) untuk suhu adalah Kelvin, akan tetapi di Indonesia pada umumnya menggunakan satuan derajat Celcius (°C), sedangkan di Amerika dan Inggris umumnya menggunakan derajat Fahrenheit.

Suhu dan Termometer (Cara Menentukan Kesetaraan Skala dan Contoh Soalnya)

Karena adanya perbedaan dalam menggunakan satuan suhu, maka perlu dilakukan penyetaraan yang satu dengan lainnya.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reamur, termometer Fahrenheit, dan termometer Kelvin adalah sebagai berikut.

C : R : F = 100 : 80 : 180 : 100

C : R : F = 5 : 4 : 9 : 5

1.  Kesetaraan Skala Celcius dan Skala Fahrenheit

Skala Celcius terbagi atas 100 bagian dan skala Fahrenheit terbagi atas 180 bagian. Dengan demikian, perbandingan skala Celcius dan Fahrenheit adalah sebagai berikut.

atau

Dengan demikian

atau 

Karena suhu terendah pada skala Fahrenheit adalah 32°F, maka hubungan di atas menjadi :

atau

2.  Kesetaraan Skala Celcius dan Skala Reamur

Perbandingan skala Celcius dan skala Reamur adalah :

 atau 

Dengan demikian :

 atau

Hubungan di atas dapat ditulis menjadi :

 atau 

3.  Kesetaraan Skala Ceicus dan Skala Kelvin

Perbandingan skala Celcius dan skala Kelvin adalah :

 atau 

Dengan demikian, C = K .

Karena suhu terendah pada skala Kelvin adalah 273K, maka hubungan di atas akan menjadi :

TK = (TC + 273) K atau Tc = (Tk – 273)°C

Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang akan kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama.

Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.

Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.

(Tx -Xb)/(Xa- Xb)=(Ty- Yb)/( Ya- Yb)

Keterangan:

Xa = titik tetap atas termometer X
Xb = titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu pada termometer X
Ya = titik tetap atas termometer Y
Yb = titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu pada termometer Y

Contoh Soal dan Penyelesaiannya :

Soal nomor 1

Suhu suatu benda diukur dengan menggunakan termometer Fahrenheit menunjukkan skala 77°F. Hitunglah suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Celcius!

Penyelesaian :

Diketahui : TF = 77°F

Ditanya : TC = … ?

Jawab :

Jadi suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Celcius adalah 25°C.

Soal nomor 2

Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40°C. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan :

a. Termometer Reamur
b. Termometer Fahrenheit
c. Termometer Kelvin

Penyelesaian :

Dik.etahui :  tc = 40°C

Ditanya :  tR, tF, dan T = … ?

Jawab :

a. Mengubah skala Celcius ke Reamur
tR = 4/5 × tC
tR = 4/5 × 40
tR = 32
Jadi, ketika diukur dengan termometer Reamur, suhunya adalah 32°R.
 
b. Mengubah skala Celcius ke Fahrenheit
tF  32 = 9/5 × tC
tF  32 = 9/5 × 40
tF  32 = 72
tF = 72 + 32
tF = 104
Jadi, ketika diukur dengan termometer Fahrenheit, suhunya adalah 104°F.
 
c. Mengubah skala Celcius ke Kelvin
T = tC + 273
T = 40 + 273
T = 313
Jadi, ketika diukur dengan termometer Kelvin, suhunya adalah 313°K.

Soal nomor 3

Termometer X dirancang dapat mengukur air membeku pada skala – 40 dan air mendidih pada skala 160. Jika suatu benda diukur dengan termometer Reamur menunjukkan nilai 20°R, maka tentukan nilai yang ditunjuk saat diukur dengan termometer X!

Penyelesaian :

Diketahui :
(tb)X = 40°X
(ta)X = 160°X
tR = 20°
(ta)R = 0°R
(tb)R = 80°R

Ditanya : tX = …. ?

Jawab :

8(160  tX) = (200)(6)
1280  8tX = 1200
8tX = 1280  1200
8tX = 80
tX = 80/8
tX = 10

Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer X adalah 10°X.

Baca juga : Suhu dan Termometer (Penentuan Skala, Jenis, dan Fungsinya Dalam Kehidupan).

Demikian ulasan mengenai Suhu dan Termometer (Cara Menentukan Kesetaraan Skala dan Contoh Soalnya). Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan