Pengukuran Suhu

Suhu adalah ukuran panas dan dinginnya suatu benda.Suhu  diukur dengan bantuan alat yang disebut termometer. Tiga satuan  suhu yang digunakan adalah Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin.

Setiap makluk hidup dapat merasakan panas dan dingin sebuah benda karena adanya suhu. Suhu benda yang dingin dikatakan lebih rendah dibanding suhu benda yang panas. Sebaliknya, jika benda tersebut panas, artinya memiliki suhu yang lebih tinggi dari benda lain yang dingin.

Ketika musim kemarau kita akan merasakan suhu yang relatif panas, sedangkan ketika musim hujan kita akan merasakan sebaliknya yaitu suhunya lebih dingin. Ketika sedang kepanasan atau mengalami demam, suhu tubuh seseorang menjadi tinggi hingga badannya terasa panas. Adapun ketika seseorang kedinginan, tubuhnya suhu tubuhnya rendah sehingga badannyapun terasa dingin.

Oleh karena itu, ada tiga skala berbeda untuk mengukur suhu. Setiap satuan dapat diubah menjadi satuan lain dengan bantuan rumus konversi yang akan kita pelajari dalam pelajaran ini.

Apa itu Suhu?

Tidak mudah untuk memberikan definisi suhu yang tepat. Namun secara umum, suhu dapat didefinisikan sebagai berikut.

Suhu didefinisikan sebagai  ukuran yang menyatakan panas dan dinginnya suatu benda.

Berdasarkan sensasi fisiologis kita, kita dapat menyatakan tingkat suhu secara kualitatif dengan kata-kata seperti panas, dingin, hangat, dll. Suhu hanyalah ukuran rata-rata energi kinetik partikel materi, semakin banyak energi kinetiknya, semakin tinggi suhu tubuh/benda.

Pengukuran Suhu

Pengukuran suhu menggambarkan proses pengukuran suhu suatu benda atau benda. Suhu diukur dengan termometer yang dapat dikalibrasi ke berbagai skala suhu karena merupakan pengukuran relatif. Untuk pengukuran suhu yang akurat, skala berdasarkan titik referensi harus digunakan. Ada tiga skala utama yang biasa digunakan untuk mengukur suhu:

Skala Fahrenheit, yang simbolnya adalah (°F).

Skala Fahrenheit adalah skala suhu yang dikembangkan oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dan karenanya dinamai menurut namanya. Skala ini memiliki titik didih air pada 212°F dan titik beku pada 32°F. Suhu dalam Fahrenheit dinyatakan dengan °F. Suhu tubuh normal manusia adalah 98,6°F.

Skala Celcius, yang simbolnya adalah (°C).

Skala Celcius Diciptakan pada tahun 1742 oleh astronom Swedia Anders Celsius dan karenanya dinamai menurut namanya. Celcius, juga disebut centigrade, didasarkan pada titik beku air yang 0°, dan titik didih air yang 100° Suhu dalam celsius diwakili dengan °C. Suhu tubuh normal manusia adalah 37°C.

Skala Kelvin, yang simbolnya adalah (K).

Skala Kelvin adalah satuan suhu SI. Simbol satuan adalah K. Nama ini diambil dari nama fisikawan William Thomson, Baron Kelvin ke-1 (1824–1907). Di sini simbol derajat (°) tidak digunakan untuk menyatakan suhu dalam Skala Kelvin, tidak seperti dalam Celsius atau Fahrenheit.

Masing-masing skala ini memiliki titik referensi yang berbeda dan menggunakan kumpulan pembagian yang berbeda berdasarkan titik referensi tersebut. Skala Celcius umumnya digunakan untuk sebagian besar tujuan pengukuran suhu.

Perangkat untuk Mengukur Suhu

Ada beberapa bahan yang sifat-sifatnya berubah dengan suhu secara berulang dan dapat diprediksi dan ini membentuk cara untuk pengukuran suhu yang akurat.

Termometer kaca adalah salah satu perangkat paling umum untuk mengukur suhu. Termometer kaca adalah tabung gelas yang diisi dengan merkuri atau cairan lain, di mana merkuri bertindak sebagai fluida kerja. Kenaikan suhu menyebabkan cairan mengembang dan merkuri mengubah sifatnya sehubungan dengan suhu.

Dengan meningkatnya suhu, volume merkuri juga meningkat. Jadi, temperatur dapat ditentukan dengan mengukur volume fluida dan temperatur dapat dibaca hanya dengan mengamati ketinggian fluida dalam termometer. Umumnya, kita menggunakan termometer air raksa dalam kaca.

Demikian pula, ada beberapa alat lain yang digunakan untuk pengukuran suhu seperti Termokopel, Termistor, Termometer inframerah, Detektor suhu resistansi (RTD), pirometer dan  Probe Langmuir (untuk mengukur suhu elektron plasma)

Suhu vs Panas

Dalam termodinamika, panas dan suhu adalah konsep yang terkait erat dengan definisi yang tepat. Kalor tidak boleh disamakan dengan suhu tetapi keduanya dapat langsung dihubungkan. Tabel berikut menunjukkan bagaimana suhu dan kalor berbeda satu sama lain.

Perbedaan Antara Suhu dan Panas

Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya. Panas adalah transfer energi termal antar molekul dan diukur dalam Joule.

  • Suhu menggambarkan energi kinetik rata-rata molekul. Panas mengukur bagaimana energi bergerak atau mengalir.
  • Satuan SI adalah Kelvin Satuan SI adalah Joule
  • Satuan Temperatur : Fahrenheit ºF, Celsius ºC, Kelvin K Satuan Kalor : Joule (J) dan Kalori (Cal)
  • Simbol suhu adalah “T” Simbol panas adalah “Q”

Skala Suhu

Skala suhu mengukur panas dan dinginnya suatu benda. Ketiga skala suhu tersebut adalah Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin. Menurut skala Kelvin, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 273,15 K dan 373,15 K. Menurut skala Fahrenheit, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 32°F dan 212°F. Menurut skala Celsius, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 0°C dan 100°C.

Konversi Skala Suhu

Konversi suhu adalah proses mengubah nilai suhu dari satu satuan ke satuan lainnya. Kita mengukur suhu pada skala seperti Kelvin, Celcius, dan Fahrenheit, dll. Menurut skala Kelvin, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 273,15K dan 373,15K. Menurut skala Fahrenheit, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 32°F dan 212°F. Menurut skala Celsius, titik beku dan titik didih air masing-masing adalah 0°C dan 100°C.

Rumus konversi suhu didefinisikan sebagai rumus konversi untuk mengubah nilai suhu dari satu satuan ke satuan lainnya. Mereka adalah berbagai metode konversi suhu yang berbeda. Kelvin, Celcius, dan Fahrenheit adalah skala yang paling umum digunakan untuk pengukuran suhu. Berikut adalah rumus konversi suhu:

Celcius ke Kelvin: K = C + 273,15

Kelvin ke Celcius: C = K – 273,15

Fahrenheit ke Celcius: C = (F-32) (5/9)

Celcius ke Fahrenheit: F = C(9/5) + 32

Fahrenheit ke Kelvin: K = (F-32) (5/9) + 273,15

Kelvin ke Fahrenheit: F = (K-273,15) (9/5) + 32

Contoh Soal dan Penyelesaian

Contoh 1: 

Ubah 16°C menjadi Kelvin.

Penyelesaian:

C = 16°C (Diberikan). Menggunakan rumus konversi Celsius ke Kelvin,

K = C + 273,15= 16 + 273,15= 289,15 K

Oleh karena itu, 16°C setara dengan 289,15 K.

Contoh 2 : 

Berapa 115°F pada skala Celsius?

Penyelesaian:

F = 115°F.

Menggunakan rumus konversi Fahrenheit ke Celsius,

C = (F − 32) × 5/9

= (115 − 32) × (5/9)

= 46,11°F

Oleh karena itu, 115°F adalah 46,11°C pada skala celcius.

Contoh 3: 

Konversikan 100 derajat Fahrenheit ke Kelvin.

Penyelesaian:

Suhu dalam Fahrenheit, F = 100 F (Diberikan). Menggunakan Rumus Fahrenheit ke Kelvin,

K = (F − 32) × 5/9 + 273,15

=(100 − 32) × 5/9 + 273,15

= 310,93 K

Contoh 4:

Baca Juga :  Cara Menentukan FPB dan KPK Dengan Pohon Faktor

 Kita tahu bahwa satu derajat Celcius sama dengan 273,15 Kelvin. Hitung 30°C dalam Kelvin.

Penyelesaian:

Mencari: Konversikan 30°C ke Kelvin.

Diberikan,

Satu derajat Celcius sama dengan 273,15 Kelvin.

Menggunakan rumus konversi suhu,

Kelvin (K) = Celcius(C) + 273,15

Menempatkan nilai:

K = 30 + 273,15 K = 303,15 K

= 303,15 K

Jawaban: 30°C dalam Kelvin adalah 303,15 K

Contoh 5: 

Suhu tubuh umumnya 98,6ºF. Temukan suhu tubuh dalam Celcius menggunakan rumus konversi suhu.

Penyelesaian:

Diketahui: Suhu tubuh dalam Celcius.

Diberikan, Suhu tubuh pada skala Celcius adalah 98,6ºF.

Rumus untuk mengubah Fahrenheit ke Celsius adalah,

C = (F − 32) × 5/9

Pada menempatkan nilai, kita dapatkan

C = (98,6 − 32) × 5/9

= 37°C

Jawab: Suhu tubuh dalam Celcius adalah 37°C.

Contoh 6: 

Konversikan 220 K ke Celcius dan juga Fahrenheit.

Penyelesaian:

Kita  menerapkan rumus konversi suhu.

Menggunakan rumus konversi Kelvin ke Celcius

C = K – 273.15

= 220 – 273,15

= -53,15°C

Menggunakan rumus konversi Kelvin ke Fahrenheit

F = (K – 273,15) × 9/5 + 32

= (220 – 273,15) × 9/5 + 32

= -53,15 × 9/5 + 32 = -95,67 + 32 = -63,67°F

Jawaban: 220K dalam Celcius adalah -53,15°C dan Fahrenheit adalah -63,67°F.

Tips dan Trik Rumus Konversi Suhu :

  • Trik sederhana untuk mengingat rumus konversi suhu tanpa pecahan adalah 5(°F)= 9(°C) +160.
  • Trik lain untuk mengonversi Celsius ke Fahrenheit adalah mengalikan 1,8 dengan derajat Celsius dan menambahkan 32.
  • Untuk mencari perkiraan suhu dalam derajat Fahrenheit, kurangi Celcius dengan 30, lalu bagi dengan 2. Oleh karena itu, 100 derajat Fahrenheit = 310,93 K
  • Suhu hanyalah ukuran rata-rata energi kinetik untuk partikel materi.
  • Skala Celcius umumnya digunakan untuk sebagian besar tujuan pengukuran suhu.
  • Skala suhu Fahrenheit (°F) digunakan di Amerika Serikat.