suhu dan pemuaian

SUHU DAN PEMUAIAN

A.     SUHU

Suhu didefinisikan sebagai suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Tinggi rendahnya suhu dinyatakan dalam derajat suhu dan diukur dengan menggunakan thermometer.

a.       Thermometer

Thermometer adalah alat untuk mengukur suhu. Berdasarkan bahan yang dipakai, thermometer dibedakan menjadi tiga, yaitu thermometer raksa, alcohol, dan logam.

Keuntungan menggunakan thermometer raksa adalah :

1.       Mudah dilihat skalanya karena air raksa mengkilap.

2.       Berubah secara teratur saat terjadi perubahan suhu.

3.       Tidak membasahi dinding kaca.

4.       Jangkauan suhunya lebih luas, yaitu antara -40˚ - 350˚C.

Kerugian menggunakan thermometer raksa adalah :

1.       Tidak dapat mengukur suhu di bawah -40˚C.

2.       Termasuk zat cair yang beracun sehingga jika kaca pecah akan berbahaya.

3.       Lebih mahal harganya.

b.      Hubungan antar skala thermometer

1.       Celcius dengan Reamur         :

2.       Celcius dengan Fahrenheit  :  

3.       Celcius dengan Kelvin            :

4.       Reamur dengan Fahrenheit                :

c.       Macam-macam thermometer

1.       Thermometer klinis, digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Pada umumnya, memiliki skala antara 35

2.       Thermometer Six-Bellani (maksimum minimum), dapat mengukur suhu maksimum dan minimum selama satu hari.

3.        Thermometer dinding, digunakan untuk mengukur suhu dalam ruangan dan dipasang di dinding ruangan tersebut.

4.       Thermometer industry, digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi (di atas 1.000) dan dibuat dari bahan logam.

B.      PEMUAIAN ZAT

a.       Pemuaian panjang, pertambahan panjang batang zat padat karena mendapat panas. Pertambahan panjang suatu zat ditentukan dari besarnya koefisien muai panjangnya. Koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukan pertambahan panjang setiap satuan panjang jika suhunya dinaikkan sebesar 1.

₁ = ₀ (1 +  . T)  atau   =

Keterangan        :

₁            = panjang akhir (m)

₀            = panjang mula-mula (m)

T          = T₁ – T₀ = perubahan suhu ()

             = koefisien muai panjang (/)

b.      Pemuaian luas, pemuaian luas dapat terjadi apabila zat padat yang berbentuk bidang mengalami pertambahan luas. Pertambahan luas suatu zat ditentukan dari besarnya koefisien muai luas. Koefisien muai luas adalah bilangan yang menunjukan pertambahan luas setiap satuan luas jika suhunya dinaikkan 1.

A₁ = A₀ (1 +  . T)  atau   =

Keterangan        :

A₁           = luas akhir (m²)

A₀           = luas mula-mula (m²)

             = 2 = koefisien muai luas (/)

c.       Pemuaian volume, muai panjang terjadi jika zat padat berbentuk benda ruang yang mengalami pertambahan ukuran volume. Pertambahan volume suatu zat ditentukan dari besarnya koefisien muai volumenya. Koefisien muai volume adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan volume setiap satuan volume jika suhunya dinaikkan 1.

V₁ = V₀ (1 +  . T)  atau   =

Keterangan        :

V₁           = volume akhir (m³)

V₀           = volume mula-mula (m³)

             = 3 = koefisien muai volume (/)

Zat gas yang dipanasi akan mengalami muai volume. Koefisien muai volume gas lebih besar daripada zat cair dan besarnya untuk semua jenis gas adalah /.

1.       Pemanasan gas pada tekanan tetap

V_t = V₀ (1 +  . t) atau V_t = V₀

Keterangan                                :

V_t    = volume gas setelah dipanaskan

V₀   = volume gas sebelum dipanaskan

     = koefisien muai panjang

2.       Pemanasan gas pada volume tetap

P_t = P₀ (1 +  . t) atau P_t = P₀

Keterangan                                :

P_t    = tekanan gas setelah dipanaskan

P₀    = tekanan gas sebelum dipanaskan

3.       Pemanasan gas pada tekanan dan volume tidak tetap

Keterangan                                :

V₁   = volume pada keadaan 1 (m³,cm³)

V₂   = volume pada keadaan 2 (m³,cm³)

T₁    = suhu pada keadaan 1 (K)

T₂    = suhu pada keadaan 2 (K)

P₁    = tekanan pada keadaan 1 (atm, N/m²)

P₂    = tekanan pada keadaan 2 (atm, N/m²)