Ana səhifə

Bab 4 suhu dan kalor


Yüklə 157.48 Kb.
səhifə1/4
tarix10.06.2016
ölçüsü157.48 Kb.
  1   2   3   4
BAB 4 SUHU DAN KALOR
Beruang kutub sedang berjalan di antara bongkahan es. Beruang tidak tampak kedinginan. Mengapa? Sebab tubuhnya diselimuti bulu tebal sehingga tetap merasa hangat. Apakah bulu tebal pada beruang kutub berfungsi meng-halangi hawa dingin di sekelilingnya memasuki tubuhnya

komar.org

sehingga tetap hangat? Sebaliknya, apakah bulu tebal itu berfungsi menghalangi panas tubuhnya keluar ke lingkungan yang lebih dingin? Setelah mempelajari suhu dan kalor, kalian dapat menjawab pertanyaan yang membingungkan ini.
Kata Kunci: Kelvin, Celsius, Fahrenheit, suhu, kalor, azas Black, kalori, joule, kalor jenis


Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

  1. Memahami prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam dengan menggunakan peralatan.

  1. Memahami wujud zat dan perubahannya.

    1. Mendeskripsikan pengertian suhu dan pengukurannya.

3.4 Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu suatu benda serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.


Pendahuluan

Pada siang hari yang panas maupun malam hari yang dingin, tubuh kalian perlu dijaga supaya tetap nyaman. Untuk menjaga tubuh supaya tetap nyaman, seringkali memerlukan beberapa alat bantu. Pada siang hari yang panas, kalian memakai pakaian tipis sehingga rasa panas menjadi berkurang. Untuk mempercepat proses pendinginan tubuh, mungkin kalian minum air dingin serta duduk di dekat kipas angin. Pada malam hari yang dingin, kalian memakai jaket serta mengkonsumsi minuman hangat supaya badan tetap hangat. Konsep-konsep fisika yang akan kalian pelajari dalam bab ini akan membantu kalian dalam memahami cara menjaga suhu tubuh.

Pertama-tama kalian akan mempelajari pengertian suhu, skala suhu, dan cara pengukurannya. Selanjutnya, kalian akan mempelajari pengertian kalor. Pengetahuan tentang kalor sangat berguna untuk menjelaskan perpindahan kalor yang disebabkan oleh perbedaan suhu.

Peta Konsep

berhubungan dengan merupakan


diukur dengan


berpindah bergantung pada

secara

skala berdasarkan



komponen utamanya

terjadi pada terjadi pada terjadi




  1. Suhu

Pada siang hari ketika matahari bersinar terang, biasanya udara terasa panas. Sebaliknya, pada malam hari udara terasa dingin. Bagaimanakah kalian mengetahui perbedaan rasa panas pada siang hari dan dingin pada malam hari? Ketika kalian menyentuh secangkir kopi panas, tangan terasa panas. Sebaliknya, ketika kalian menyentuh segelas es jeruk tangan terasa dingin. Bagaimanakah cara membedakan rasa panasnya kopi dan dinginnya es? Ya, dengan perasaan. Akan tetapi, perasaan tidak dapat menjelaskan perbedaan panas dan dingin dengan teliti. Untuk mengetahui perbedaan panas dan dinginnya benda, diperlukan alat ukur.

Konsep suhu (temperatur) berasal dari ide kualitatif tentang “panas” dan “dingin” yang didasarkan atas indera perasa. Suatu benda yang rasanya panas pada umumnya memiliki suhu yang lebih tinggi daripada benda yang dingin. Jadi, suhu merupakan suatu besaran yang menunjukkan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Dapatkah kalian menentukan suhu benda hanya dengan sentuhan atau perasaan? Ketika kalian menyentuh dua zat cair dengan tangan, misalnya bejana berisi air hangat dan bejana berisi campuran air dan es, berdasarkan perasaan kalian dapat menentukan benda yang suhunya lebih tinggi. Air yang suhunya lebih tinggi adalah air yang terasa lebih panas. Akan tetapi, karena hanya dengan perasaan, kalian tidak dapat menentukan suhu benda dengan tepat. Untuk membuktikan bahwa perasaan tidak tepat untuk mengukur suhu, kalian dapat melakukan Kegiatan 4.1.



Alat dan Bahan

  1. Tiga bejana yang berukuran besar, misalnya ember.

  2. Air hangat, air sumur, dan campuran antara es dan air secukupnya.


Prosedur Kegiatan

  1. Isilah bejana pertama dengan air hangat, bejana kedua dengan air sumur, dan bejana ketiga dengan campuran antara es dan air.

  2. Masukkan kedua telapak tangan kalian ke dalam bejana pertama. Diamkan beberapa saat dan rasakan panasnya. Selanjutnya, angkatlah kedua tanganmu dan keringkan dengan lap. Sekarang, celupkan kedua telapak tangan ke dalam bejana ketiga. Diamkan beberapa saat dan rasakan panasnya.Setelah beberapa saat, angkatlah kedua telapak tangan dan keringkan dengan lap.

  3. Masukkan telapak tangan kananmu ke dalam bejana pertama dan telapak tangan kirimu ke dalam bejana ketiga. Diamkan beberapa saat dan rasakan keduanya.

  4. Pindahkan secara cepat kedua tanganmu ke dalam bejana kedua. Apakah kedua tanganmu masih merasakan hal yang sama seperti pada langkah ke-3? Jika tidak, mengapa? Apakah kesimpulanmu?

Berdasarkan Kegiatan 4.1 dapat disimpulkan bahwa suhu yang dirasakan oleh telapak tangan bergantung pada suhu yang dirasakan sebelumnya. Suhu air sumur akan terasa hangat bagi tangan yang sebelumnya bersentuhan dengan benda dingin (campuran air dan es). Akan tetapi, suhu air sumur akan terasa dingin bagi tangan yang sebelumnya bersentuhan dengan benda panas (air hangat). Di samping tidak dapat menentukan ukuran suhu secara tepat, tangan juga tidak tahan menyentuh benda-benda yang sangat panas (misalnya, air mendidih). Oleh karena itu, untuk mengukur suhu secara tepat diperlukan alat ukur suhu yang dinamakan termometer. Untuk mengukur suhu benda, sentuhkan termometer pada benda yang akan diukur suhunya. Jika kalian ingin mengukur suhu secangkir kopi panas, celupkan termometer ke dalamnya dan tunggu beberapa saat. Setelah cairan bahan pengisi termometer tidak berubah lagi, bacalah suhunya.


B. Jenis-jenis Termometer

Seperti diketahui, alat untuk mengukur suhu dinamakan termometer. Termometer dibuat berdasarkan sifat termometrik bahan, yaitu kepekaan bahan terhadap perubahan suhu atau perubahan besaran fisika akibat perubahan suhu. Beberapa contoh perubahan besaran fisika yang dapat digunakan untuk membuat termometer adalah pemuaian zat cair dalam pipa kapiler, perubahan hambatan listrik kawat platina, pemuaian keping bimetal, dan perubahan tekanan gas pada volume tetap.




  1. Termometer Zat Cair

Termometer zat cair yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah termometer yang bahan pengisinya zat cair, misalnya raksa. Pada umumnya zat cair memiliki pemuaian yang tidak teratur. Misalnya, air apabila dipanaskan dari suhu 0oC – 4oC volumenya justru menyusut. Akan tetapi, raksa memiliki pemuaian yang teratur.
Termometer Raksa

Termometer raksa adalah termometer yang bahan pengisinya adalah raksa. Sebagai contoh termometer raksa adalah termometer skala Celsius. Gambar 4.1 menunjukkan termometer raksa yang digunakan di laboratorium. Bagaimanakah prinsip kerja termometer ini? Raksa dalam termometer akan memuai apabila dipanaskan. Pemuaian ini menyebabkan raksa mengisi pipa kapiler dan menunjuk pada skala tertentu. Nah, skala yang ditunjukkan oleh termometer ini menunjukkan suhu benda yang diukur.



cannoninstrument.com

Gambar 4.1 Termometer raksa.

Beberapa keuntungan apabila raksa digunakan sebagai bahan pengisi termometer adalah


  • raksa mengkilap dan tidak membasahi dinding kaca;

  • raksa merupakan penghantar yang baik sehingga suhunya mudah menyesuaikan dengan suhu benda yang diukur;

  • pemuaiannya teratur;

  • memiliki titik didih yang tinggi (357oC) sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu tinggi; dan

  • kalor jenisnya kecil sehingga dengan perubahan panas sedikit saja sudah cukup untuk mengubah suhu.

Adapun kerugian menggunakan raksa sebagai bahan pengisi termometer adalah

  • mahal,

  • memiliki titik beku rendah (–39oC) sehingga tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu rendah, dan

  • beracun, sehingga apabila termometer pecah dapat menyebabkan keracunan.



Berfikir Kritis


  1. Mengapa pipa kapiler pada termometer memiliki lubang yang sangat kecil?

  2. Mengapa ujung bawah termometer yang digunakan sebagai tempat bahan pengisi termometer dibuat dari kaca tipis?



Termometer Alkohol

Alkohol juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer. Beberapa keuntungan apabila alkohol digunakan sebagai bahan pengisi termometer adalah



  • jika dibandingkan dengan raksa, alkohol lebih murah;

  • pemuaiannya teratur; dan

  • titik beku alkohol sangat rendah (–115oC) sehingga termometer alkohol dapat digunakan untuk mengukur suhu rendah.

Adapun kerugian menggunakan raksa sebagai bahan pengisi termometer adalah

  • membasahi dinding;

  • titik didih alkohol sangat rendah (–78oC) sehingga pemakaiannya menjadi terbatas; dan

  • kalor jenisnya besar sehingga perlu perubahan panas yang besar untuk mengubah suhu.

Mengapa air tidak dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer? Ada beberapa alasan sehingga air tidak dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer:



  • air membasahi dinding;

  • pada kondisi normal air membeku pada suhu 0oC dan mendidih pada suhu 100oC sehingga jangkauan pengukurannya menjadi sangat terbatas; dan

  • air dipanaskan dari suhu 0oC – 4oC volumenya justru menyusut.

Ada beberapa termometer zat cair yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Akan tetapi, kita hanya akan membahas tiga termometer saja, yaitu: termometer klinis, termometer dinding, dan termometer maksimum minimum Six.


Termometer Klinis

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Oleh karena itu, termometer ini sering disebut termometer suhu badan. Bagian-bagian dari termometer klinis adalah tabung raksa, bagian yang menyempit, dan pipa kapiler (Gambar 4.2). Zat cair yang digunakan untuk bahan pengisi termometer ini adalah raksa. Skala termometer klinis memiliki jangkauan di atas dan di bawah suhu rata-rata tubuh manusia, yaitu 37oC. Suhu terendah tubuh manusia tidak pernah kurang dari 35oC dan tidak pernah lebih dari 42oC sehingga skala termometer klinis terletak antara 35oC dan 42oC.



zeal.co.uk


Gambar 4.2 Termometer klinis.

Termometer yang telah dibicarakan di atas merupakan termometer klinis analog. Dalam termometer analog, hasil pengukuran suhu dapat dibaca pada angka yang tertera pada termometer. Di samping termometer analog, sekarang sudah ada termometer klinis digital (Gambar 4.3). Dalam bentuk digital, hasil pengukuran langsung ditampilkan dalam bentuk angka.


nb-sensor.com


Gambar 4.3 Termometer klinis digital.
Untuk mengukur suhu badan, termometer klinis ditempatkan di bawah lidah atau dijepit pada ketiak. Setelah beberapa saat, termometer diambil dan raksa dalam tabung menjadi dingin dan menyusut. Dengan adanya bagian yang menyempit, raksa di dalam pipa kapiler tidak dapat memasuki tabung dan tetap menunjukkan skala tertentu, misalnya 37oC.


  1   2   3   4


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©kagiz.org 2016
rəhbərliyinə müraciət