Suhu dan Termometer

Pada artikel ini kita akan mengkaji mengenai suhu dan termometer. Secara lebih rinci akan dijelaskan pengertian suhu, rumus suhu (mengkonversi suhu), dan penerapan azas black dalam permasalahan fisika SMA. Dalam artikel ini tentunya tidak akan dibahas mengenai prinsip kerja temometer manual atau digital, apalagi harga termometer.

Definisi suhu atau temperatur mengacu pada ukuran pans dinginnya suatu benda. Tetapi jika kita mengacu pada hukum Ke Nol Termodinamika tentunya akan berbeda. Menurut hukum tersebut, suhu berkaitan dengan kesetimbangan termal. Jika ada benda A bersentuhan dengan benda B, dan benda A dan B bersentuhan dengan benda C. Jika benda A dan C berada dala kesetimbangan termal maka benda A dan B juga berada dalam kesetimbangan termal. Secara konseptual suhu didefinisikan sebagai besaran fisika yang dimiliki oleh dua benda atau lebih yang berada dalam keadaan setimbang termal. 

Termometer adalah sebuah alat untuk mengukur temperatur atau suhu. Setiap besaran dari suatu zat yang berubah ketika dipanaskan atau didinginkan mungkin digunakan sebagai dasar dari sebuah termometer. Sebagai contoh perubahan temperature mungkin didefinisikan sebagai perbandingan lurus perubahan panjang kolom cairan dalam pipa kapiler, perubahan tekanan gas ketika volume dibuat tetap atau perubahan hambatan listrik suatu kawat. Besaran tersebut besaran termometrik yang berarti berubah terhadap perubahan suhu. Beradasarkan orang yang menemukannya, skala termometer dibedakan menjadi empat jenis yaitu Celcius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin. Perbedaan keempat skala tersebut berdasarkan penetapan titik kalibrasi titik lebur es dan titik didih air. Keempat titik tetap atas dan bawah termometer tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar di atas menunjukkan titik tetap bawah dan atas untuk empat skala termometer yang berbeda. Perbandingan panjang skala untuk keempat termometer tersebut dapat dituliskan sebagai berikut ini.

Jika kita mempunyai dua termometer X dan Y dengan skala yang dirancang berbeda. Untuk termometer X titik tetap bawah dan atas adalah A dan B sedangkan untuk Y adalah P dan Q. Perbandingan panjang skala kedua termometer dapat dituliskan

Dalam permasalahan fisika, sering kali skala termometer yang lazim seperti Celcius dibandingkan dengan skala termometer yang dirancang sendiri. Untuk lebih memahami aplikasi dalam soal, marilah kita amati beberapa contoh di bawah ini.

Kaji-1: Suatu benda diukur suhunya dengan termometer Celcius menunjukkan angka pengukuran 50 derajat Celcius. Tentukanlah angka hasil pengukuran jika benda tersebut diukur menggunakan termometer Fahrenheit!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Nilai skala yang ditunjukkan termometer Fahrenheit dapat dibandingkan dengan skala Celcius

Latih-1: Suatu benda diukur suhunya dengan termometer Fahrenheit menunjukkan angka pengukuran 68 derajat Fahrenheit. Tentukanlah angka hasil pengukuran jika benda tersebut diukur menggunakan termometer Celcius!

Kaji-2: Suatu benda diukur suhunya dengan termometer Celcius menunjukkan angka pengukuran 60 derajat Celcius. Tentukanlah angka hasil pengukuran jika benda tersebut diukur menggunakan termometer Reamur, dan Kelvin!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Pengkuran hasil skala Reamur


Pengukuran hasil Kelvin

Latih-2: Suatu benda diukur suhunya dengan termometer Celcius menunjukkan angka pengukuran 90 derajat Celcius. Tentukanlah angka hasil pengukuran jika benda tersebut diukur menggunakan termometer Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin!

Kaji-3: Tentukanlah, pada skala berapa pada kedua termometer akan menunjukkan skala yang sama untuk termometer Fahrenheit dan Celcius!

Jawab:
Karena kedua skala menunjukkan angka yang sama, misalkan skala Celcius menunjukkan x dan skala  Fahrenheit menunjukkan skala yang sama yaitu x pula.

Kaji-3: Tentukanlah, pada skala berapa pada kedua termometer akan menunjukkan skala yang sama untuk termometer Fahrenheit dan Reamur!

Kaji-4: Suatu termometer A mempunyai skala titik tetap bawah -20 derajat A dan titik tetap atas 60 derajat A. Jika suatu cairan dikur suhunya menggunakan termometer Celcius menunjukkan skala 50 derajat Ceclius, tentukanlah berapa skala yang akan ditunjukkan termometer A!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Skala yang ditunjukkan termometer A adalah


Kaji-4: Suatu termometer A mempunyai skala titik tetap bawah -20 derajat A dan titik tetap atas 60 derajat A. Jika suatu cairan dikur suhunya menggunakan termometer Fahrenheit menunjukkan skala 86 derajat Fahrenheit, tentukanlah berapa skala yang akan ditunjukkan termometer A!

Kaji-5: Suatu termometer A mempunyai skala titik tetap bawah -40 derajat A dan titik tetap atas 60 derajat A. Sedangkan Suatu termometer B mempunyai skala titik tetap bawah 40 derajat B dan titik tetap atas 80 derajat B. Jika suatu benda diukur suhunya menggunakan termometer B menunjukkan skala 45 derajat B, tentukanlah skala yang ditunjukkan termometer A jika digunakan mengukur suhu benda yang sama!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Panjang skala yang ditunjukkan oleh termometer A adalah


Latih-5: Suatu termometer A mempunyai skala titik tetap bawah -20 derajat A dan titik tetap atas 100 derajat A. Sedangkan Suatu termometer B mempunyai skala titik tetap bawah 20 derajat B dan titik tetap atas 80 derajat B. Jika suatu benda diukur suhunya menggunakan termometer B menunjukkan skala 100 derajat B, tentukanlah skala yang ditunjukkan termometer A jika digunakan mengukur suhu benda yang sama!