Suhu, Kalor, dan Perubahannya

Jenis-jenis Termometer

Sobat Pintar!, kita akan belajar tentang Suhu

Suhu sebuah benda adalah tingkat (derajat) panas suatu benda. Benda yang panas mempunyai derajat panas lebih tinggi daripada benda yang dingin.

Hasil kegiatan penyelidikanmu menunjukkan bahwa indra perasa memang dapat merasakan tingkat panas benda. Akan tetapi, indra perasa bukan pengukur tingkat panas yang andal.

Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan berbeda oleh tangan kanan dan kirimu. Jadi, suhu benda yang diukur dengan indra perasa menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang  tidak dapat dipakai sebagai acuan. Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut termometer.

Berikut adalah jenis-jenis termometer:

Termometer Zat Cair
Secara umum, benda-benda di alam akan memuai (ukurannya bertambah besar) jika suhunya naik. Kenyataan ini dimanfaatkan untuk membuat termometer dari zat cair. Perhatikan Gambar dibawah. Cairan terletak pada tabung kapiler dari kaca yang memiliki bagian penyimpan (reservoir/ labu).

Zat cair yang digunakan umumnya raksa atau alkohol jenis tertentu. Raksa memiliki keistimewaan, yaitu warnanya mengkilat dan cepat bereaksi terhadap perubahan suhu. Selain itu, raksa membeku pada suhu rendah (-38^oC) dan mendidih pada suhu yang tinggi (lebih dari 350^oC) sehingga dapat mengukur suhu pada rentang suhu yang lebar. Namun, raksa sangat beracun, sehingga berbahaya jika termometer pecah.

Alkohol untuk pengisi termometer biasanya diberi pewarna biru atau merah. Rentang suhu yang dapat diukur bergantung jenis alkohol yang digunakan,

contohnya:

• Toluen, dengan rentang -90^oC hingga 100^oC
• Ethyl alcohol, dengan rentang -110^oC hingga 100^oC

Termometer Bimetal
Perhatikan dua logam yang jenisnya berbeda dan dilekatkan menjadi satu pada Gambar dibawah. Jika suhunya berubah, bimetal akan melengkung.

Mengapa? Karena logam yang satu memuai lebih panjang dibanding yang lain. Hal ini dimanfaatkan untuk membuat termometer.

Termometer Kristal Cair
Terdapat kristal cair yang warnanya dapat berubah jika suhu berubah. Kristal ini dikemas dalam plastik tipis, untuk  mengukur suhu tubuh, suhu akuarium,  dan sebagainya.

Pemuaian Zat Padat

Sobat Pintar!, kita akan belajar tentang Akibat Perubahan Suhu

Zat padat dapat mengalami pemuaian. Gejala ini memang sulit untuk diamati secara langsung, tetapi seringkali kamu dapat melihat pengaruhnya. Misalnya, saat kamu menuangkan air panas ke dalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya gelas ini karena terjadinya pemuaian yang tidak merata pada gelas itu. Kamu akan pelajari lebih dalam tentang pemuaian pada zat padat.

Para perancang bangunan, jembatan, dan jalan raya harus memperhatikan sifat pemuaian dan penyusutan bahan karena perubahan suhu. Jembatan umumnya dibuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan lainnya.

Untuk itu, agar sambungan besi baja tidak melengkung karena memuai akibat terik panas matahari atau menyusut di malam hari, sambungan-sambungan besi  baja tidak boleh dipasang saling rapat satu dengan lainnya. Harus ada rongga yang cukup di antara sambungan-sambungan itu.

Besaran yang menentukan pemuaian panjang zat padat adalah koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang suatu zat padat adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat itu jika suhunya dinaikkan 1^oC .

Tabel dibawah menunjukkan koefisien muai panjang beberapa bahan.

Pendahuluan

Sobat Pintar! kita akan belajar tentang Kalor

Suhu menyatakan tingkat panas benda. Benda memiliki tingkat panas tertentu karena di dalam benda terkandung energi panas. Seperti telah kamu lakukan dalam kegiatan penyelidikan tersebut bahwa segelas air dan seember air yang bersuhu sama memiliki energi panas yang berbeda.

Untuk menaikkan suhu 200 g air, memerlukan energi panas yang lebih besar daripada 100 g air. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih besar mempunyai energi panas yang lebih besar pula.

Energi panas yang berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah disebut kalor.

Apakah satuan kalor?

Sebagai bentuk energi, dalam SI kalor mempunyai satuan joule (J). Satuan kalor yang popular (sering digunakan pada bidang gizi) adalah kalori dan kilokalori.

Tubuh kamu mengubah sebagian makanan menjadi energi panas. Energi panas yang disediakan oleh makanan diukur dalam kilokalori, sering disingkat kkal atau Kal (dengan K huruf kapital). Satu Kal makanan sama dengan 1.000 kalori. Kita menggunakan kilokalori untuk makanan, karena kalori terlalu kecil untuk dipakai mengukur energi pada makanan yang dimakan (agar bilangan yang dikomunikasikan tidak terlalu besar).

Zat gizi makanan mengandung energi kimia yang dapat diubah menjadi energi panas atau energi bentuk lain. Sebagian energi ini digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh. Saat kamu sedang kedinginan, kamu akan menggigil untuk mempercepat metabolisme tubuh sehingga suhu tubuh tetap terjaga. Setiap makanan kemasan harus tercantum kandungan energinya.

Konduksi

Sobat Pintar!, kita akan belajar tentang Perpindahan Kalor

Saat kamu menyetrika, setrika yang panas bersentuhan dengan kain yang kamu  setrika. Kalor berpindah dari setrika ke kain. Perpindahan kalor seperti ini disebut konduksi.

Perhatikan mekanisme perpindahan kalor secara konduksi pada Gambar dibawah ini.

Konduksi merupakan perpindahan panas melalui bahan tanpa disertai perpindahan partikel-partikel bahan tersebut.

Benda yang jenisnya berbeda memiliki kemampuan menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda pula. Bahan yang mampu menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Bahan yang menghantarkan panas dengan buruk disebut isolator. Kayu dan plastik termasuk isolator.

Pemuaian Zat

Pemuaian Zat

adalah bertambahnya ukuran suatu zat karena pengaruh perubahan suhu

Pemuaian dipengaruhi oleh 3  faktor, yaitu :

• Ukuran awal
• Kenaikan suhu
• Jenis Zat 

Macam-macam pemuaian zat antara lain:

1. Pemuaian zat padat
   Pemuaian panjang
   Pemuaian luas
   Pemuaian volume
2. Pemuaian zat cair
   Pemuaian volume
3. Pemuaian zat gas
   Pemuaian volume