Suhu – Konsep, jenis, skala dan pengukuran

Suhu – Konsep, jenis, skala dan pengukuran

Relevant Data:

  • Skala Suhu: Terdapat beberapa skala suhu yang umum digunakan, seperti Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin. Skala Celcius digunakan secara luas di seluruh dunia, sementara Fahrenheit lebih umum digunakan di Amerika Serikat. Kelvin adalah skala suhu yang digunakan dalam fisika dan sains modern.
  • Nol Mutlak: Nol mutlak (0 Kelvin atau -273,15°C) adalah titik terendah suhu yang mungkin tercapai. Pada suhu ini, partikel-partikel dalam benda memiliki energi termal minimum dan gerakan mereka hampir berhenti sepenuhnya.

Explanation:
Suhu adalah ukuran dari derajat panas atau dinginnya suatu objek atau lingkungan. Konsep suhu berkaitan dengan energi termal, yaitu energi yang dimiliki oleh partikel-partikel dalam benda yang bergerak acak. Semakin tinggi suhu, semakin besar energi termal yang dimiliki oleh partikel-partikel tersebut.

Skala suhu yang umum digunakan adalah skala Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin. Skala Celcius didasarkan pada pembekuan dan pengembunan air, dengan titik beku air pada 0°C dan titik didih air pada 100°C (pada tekanan atmosfer standar). Skala Fahrenheit lebih umum digunakan di Amerika Serikat, dengan titik beku air pada 32°F dan titik didih air pada 212°F. Kelvin, di sisi lain, adalah skala suhu yang digunakan dalam fisika dan sains modern. Skala Kelvin berhubungan dengan energi termal partikel-partikel dalam benda, di mana nol Kelvin (0K) atau -273,15°C merupakan titik terendah suhu yang mungkin tercapai.

Perubahan suhu dapat terjadi melalui proses pemanasan atau pendinginan. Pemanasan adalah peningkatan suhu yang terjadi saat energi termal ditambahkan ke suatu objek atau lingkungan. Misalnya, ketika kita memanaskan air di atas kompor, suhu air akan meningkat seiring dengan penambahan energi termal. Pendinginan, di sisi lain, adalah penurunan suhu yang terjadi saat energi termal dihilangkan dari suatu objek atau lingkungan. Misalnya, ketika kita meletakkan air panas di dalam kulkas, suhu air akan menurun seiring dengan hilangnya energi termal.

Pemahaman tentang suhu sangat penting dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam fisika, suhu mempengaruhi perilaku zat, seperti perluasan termal dan perubahan fase (misalnya, dari padat menjadi cair atau gas). Dalam meteorologi, suhu mempengaruhi kondisi cuaca dan iklim. Dalam ilmu kesehatan, suhu tubuh manusia dapat menjadi indikator kondisi kesehatan. Di bidang teknik, suhu dapat mempengaruhi kinerja mesin dan peralatan.

Resources:

  1. Pratiwi, Nanda. “Pengenalan Fisika: Suhu dan Kalor”. Penerbit Erlangga, 2020.
  2. Halliday, David, Resnick, Robert, and Walker, Jearl. “Fundamentals of Physics”. John Wiley & Sons, 2018.
  3. Serway, Raymond A., Jewett, John W., and Wilson, Jerry D. “Physics for Scientists and Engineers”. Cengage Learning, 2020.
  4. Cutnell, John D., and Johnson, Kenneth W. “Physics”. John Wiley & Sons, 2019.
  5. National Geographic. “Understanding Temperature: Scales, Systems, and Scales”. [Online]. Available: https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/temperature/. [Accessed: October 20, 2021].
suhu
Suhu adalah ukuran dari tingkat panas atau dinginnya suatu objek atau lingkungan. Konsep suhu penting dalam fisika dan ilmu pengetahuan lainnya, karena memiliki dampak penting terhadap banyak fenomena alam dan kehidupan sehari-hari. Suhu diukur menggunakan skala termometer dan dapat mengalami perubahan melalui proses pemanasan atau pendinginan.

Suhu berkaitan dengan pengertian dingin dan panas.

Apa itu suhu?

Suhu adalah besaran skalar yang didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik partikel bermassa gas, cair, atau padat. Semakin tinggi kecepatan partikel maka semakin tinggi suhunya dan sebaliknya.

Pengukuran suhu berkaitan dengan pengertian dingin (suhu lebih rendah) dan panas (suhu lebih tinggi), yang dapat dirasakan secara naluriah. Selain itu, suhu berperan sebagai nilai acuan untuk menentukan panas normal tubuh manusia, informasi yang digunakan untuk memperkirakan keadaan kesehatan. Panas juga digunakan untuk proses kimia, industri dan metalurgi.

Lihat juga: Konduktivitas termal

Definisi Suhu

Suhu adalah ukuran dari tingkat panas atau dinginnya suatu benda atau lingkungan. Secara fisik, suhu berkaitan dengan energi kinetik rata-rata dari partikel-partikel dalam suatu zat. Semakin tinggi energi kinetik partikel, semakin tinggi suhu zat tersebut.

Skala suhu

Pada skala Celcius, titik beku air sama dengan 0°C.
Pada skala Celcius, titik beku air sama dengan 0°C.

Ada berbagai jenis timbangan untuk mengukur suhu. Yang paling umum adalah:

    • Skala Celsius. Juga dikenal sebagai “skala Celcius”, ini adalah skala yang paling banyak digunakan bersama dengan skala Fahrenheit. Pada skala ini, titik beku air adalah 0°C (nol derajat Celsius) dan titik didihnya adalah 100°C.
    • Skala Fahrenheit. Ini adalah ukuran yang digunakan di sebagian besar negara berbahasa Inggris. Pada skala ini, titik beku air terjadi pada 32°F (tiga puluh dua derajat Fahrenheit) dan titik didihnya pada 212°F.
    • Skala Kelvin. Ini adalah pengukuran yang biasanya digunakan dalam sains dan menetapkan “nol mutlak” sebagai titik nol, yang berarti bahwa benda tersebut tidak mengeluarkan panas apa pun dan setara dengan -273,15 °C (derajat Celsius).
    • Skala Rankine. Ini adalah pengukuran yang biasa digunakan di Amerika Serikat untuk mengukur suhu termodinamika dan ditentukan dengan mengukur derajat Fahrenheit di atas nol mutlak, sehingga tidak memiliki nilai negatif atau di bawah nol.

Bagaimana suhu diukur?

Suhu diukur menggunakan besaran termometri, yaitu satuan berbeda yang mewakili suhu pada skala berbeda. Untuk itu digunakan alat yang disebut “termometer”, yang ada beberapa jenisnya tergantung pada fenomena yang ingin diukur, misalnya:

    • Dilatasi dan kontraksi. Ada termometer untuk mengukur gas (termometer gas tekanan konstan), cairan (termometer merkuri) dan padatan (kolom cair atau termometer bimetal), yaitu unsur-unsur yang memuai pada suhu tinggi atau menyusut pada suhu rendah.
    • Variasi hambatan listrik. Hambatan listrik, yaitu aliran elektron yang bergerak melalui bahan konduktif, bervariasi tergantung pada suhu yang diperolehnya. Untuk pengukurannya digunakan termometer hambatan listrik, seperti sensor (berdasarkan hambatan yang mampu mengubah variasi listrik menjadi variasi suhu) dan termometer termoelektrik (yang menghasilkan gaya penggerak).
    • Termometer radiasi termal. Fenomena radiasi yang dipancarkan di sektor industri dapat diukur dengan menggunakan sensor suhu seperti pirometer inframerah (untuk mengukur suhu pendinginan yang sangat rendah) dan pirometer optik (untuk mengukur suhu tinggi tungku dan peleburan logam).
    • Potensi termoelektrik. Penyatuan dua logam berbeda yang diberi suhu berbeda menghasilkan gaya gerak listrik yang diubah menjadi potensial listrik dan diukur dalam volt.

Suhu diukur menggunakan alat yang dikenal sebagai termometer. Ada berbagai jenis termometer yang digunakan untuk mengukur suhu, termasuk:

  • Termometer Raksa: Menggunakan ekspansi dan kontraksi raksa dalam tabung kaca untuk menunjukkan suhu.
  • Termometer Alkohol: Mirip dengan termometer raksa, tetapi menggunakan alkohol sebagai pengganti raksa.
  • Termometer Digital: Menggunakan sensor elektronik untuk mengukur suhu dan menampilkan hasilnya secara digital.
  • Termokopel: Menggunakan dua jenis logam yang berbeda yang menghasilkan tegangan listrik yang berhubungan dengan suhu.

Jenis suhu

Jika suhu tubuh melebihi 37°C, seseorang menderita demam.

Ada berbagai jenis suhu dan oleh karena itu diukur dengan alat yang berbeda, seperti:

    • Suhu lingkungan. Ini adalah suhu yang dapat dicatat di ruang tempat manusia beroperasi dan untuk pengukurannya digunakan termometer lingkungan yang menggunakan nilai Celsius atau Fahrenheit.
    • Suhu tubuh. Itu adalah suhu tubuh. 36°C dianggap sebagai nilai normal bagi manusia dan jika suhu melebihi 37°C (atau 98°F), individu tersebut dianggap menderita demam.

Jenis pengukuran suhu lainnya memungkinkan penghitungan sensasi termal, misalnya:

    • Suhu kering. Ini adalah suhu lingkungan, tanpa memperhitungkan radiasi panas lingkungan dan kelembapan. Diukur dengan termometer bohlam yang dicat putih cerah agar tidak menyerap radiasi.
    • Suhu radiasi. Ini adalah suhu permukaan dan dinding lingkungan tertutup dan diukur menggunakan termometer bola.
    • Suhu lembab. Ini adalah suhu yang diukur dengan termometer yang terletak di tempat teduh, dengan bola lampu dibungkus dengan kapas basah dan ditempatkan di bawah aliran udara. Melalui sistem ini, air dalam kapas menguap dan panas diserap, sehingga menghasilkan penurunan suhu yang ditangkap oleh termometer dibandingkan dengan suhu lingkungan. Hal ini menghasilkan ukuran kelembaban udara yang digunakan untuk mengukur dinginnya angin.

Skala Suhu

Ada beberapa skala yang digunakan untuk mengukur suhu, antara lain:

1. Skala Celsius (°C)

  • Definisi: Skala Celsius mendefinisikan titik beku air pada 0°C dan titik didih air pada 100°C di bawah tekanan atmosfer standar.
  • Penggunaan: Skala Celsius paling umum digunakan di hampir seluruh dunia, terutama dalam konteks ilmiah dan sehari-hari.

2. Skala Fahrenheit (°F)

  • Definisi: Skala Fahrenheit mendefinisikan titik beku air pada 32°F dan titik didih air pada 212°F di bawah tekanan atmosfer standar.
  • Penggunaan: Skala ini terutama digunakan di Amerika Serikat.

3. Skala Kelvin (K)

  • Definisi: Skala Kelvin adalah skala suhu absolut yang dimulai dari nol absolut, titik di mana partikel memiliki energi kinetik minimal. Satu Kelvin setara dengan satu derajat Celsius.
  • Penggunaan: Skala Kelvin banyak digunakan dalam konteks ilmiah, terutama dalam fisika dan kimia.

Pengaruh Suhu dalam Berbagai Bidang

1. Kesehatan

Suhu tubuh manusia yang normal berkisar antara 36.1°C hingga 37.2°C. Suhu tubuh yang terlalu tinggi (demam) atau terlalu rendah (hipotermia) dapat menjadi indikator masalah kesehatan yang serius.

2. Industri

Suhu memainkan peran penting dalam berbagai proses industri, termasuk peleburan logam, produksi makanan, dan pembuatan bahan kimia. Pengendalian suhu yang tepat sangat penting untuk memastikan kualitas dan keamanan produk.

3. Lingkungan

Perubahan suhu lingkungan, baik secara alami maupun akibat aktivitas manusia, dapat mempengaruhi ekosistem. Pemanasan global, misalnya, berdampak pada pola cuaca, kelangsungan hidup spesies, dan kesehatan manusia.

4. Sains dan Teknologi

Dalam penelitian ilmiah, suhu adalah parameter penting yang harus dikendalikan dengan tepat. Misalnya, dalam eksperimen kimia, suhu dapat mempengaruhi laju reaksi dan hasil yang diperoleh.

Perbedaan antara panas dan suhu

Panas adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan molekul-molekul dalam suatu zat.
Panas adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan molekul-molekul dalam suatu zat.

Meskipun kalor dan suhu merupakan konsep yang berkaitan erat, namun keduanya tidaklah sama.

Beberapa perbedaannya adalah:

    • Artinya. Kalor merupakan energi panas yang dipahami sebagai perpindahan panas yang terjadi bila terdapat perbedaan suhu antara dua benda. Perpindahan ini selalu mempunyai arah dan dimulai dari benda yang bersuhu paling tinggi ke benda yang bersuhu paling rendah. Suhu, di sisi lain, adalah ukuran energi kinetik rata-rata molekul penyusun materi.
    • Simbol Anda. Kalor dilambangkan dengan huruf Q dan suhu dilambangkan dengan huruf T.
    • Efeknya. Perpindahan panas ke suatu benda akan meningkatkan suhunya. Suhu adalah energi kinetik rata-rata partikel benda tersebut, yang meningkat jika panas diberikan.
    • Transmisi Anda. Panas berpindah dari suatu zat ke zat lain dan dapat merambat secara konduksi, konveksi, atau radiasi. Tergantung pada jenis perambatan panas, tingkat suhu yang dicapai akan berbeda-beda.
    • Objek Anda untuk pengukuran. Panas diukur dengan kalorimeter dan suhu diukur dengan termometer.
    • Unit pengukuran Anda. Panas diukur dalam joule , kalori, dan kilokalori . Suhu diukur dalam derajat Kelvin (k), Celcius (C) atau Fahrenheit (F).

Contoh suhu

Beberapa contoh suhu adalah:

    • Suhu mesin mobil yang sedang berjalan adalah 85°C.
    • Suhu lingkungan yang dianggap nyaman adalah antara 20° dan 25°C.
    • Suhu oven untuk menyiapkan pizza adalah 180 °C.
    • Suhu air hingga mendidih adalah 100 °C.
    • Suhu tubuh rata-rata adalah 36,5 °C.
    • Suhu untuk mencapai pemadatan air hingga menjadi es adalah 0 °C.
    • Suhu, yang dikontrol oleh “pengatur tegangan” yang terletak di dalam peralatan listrik, mencegah panas berlebih atau kerusakan pada peralatan.

Lanjutkan dengan: Perpindahan panas

Kesimpulan

Suhu adalah konsep fundamental yang mempengaruhi berbagai aspek kehidupan kita, dari kesehatan hingga industri dan lingkungan. Pemahaman yang baik tentang suhu dan cara mengukurnya sangat penting untuk banyak aplikasi praktis dan ilmiah. Dengan mengendalikan dan memanfaatkan suhu secara efektif, kita dapat meningkatkan kualitas hidup dan menjaga keseimbangan ekosistem.

Referensi

Untuk bacaan lebih lanjut tentang suhu, pertimbangkan referensi berikut:

  1. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2018). Fundamentals of Physics (11th ed.). Wiley. ISBN: 978-1119460138.
  2. Tipler, P. A., & Mosca, G. (2007). Physics for Scientists and Engineers (6th ed.). W. H. Freeman. ISBN: 978-0716789642.
  3. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2018). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (10th ed.). Cengage Learning. ISBN: 978-1337553292.
    • «Konsep Suhu» di Lab Fisika.
    • “Skala Suhu” dalam Cara Belajar.
    • «10 Contoh Suhu» di Brainly.
    • «7 Perbedaan Panas dan Suhu» dalam Psikologi dan Pikiran.
    • «Skala Suhu» di Thales.
    • «Suhu Mesin, Cara Kerja Sistem» di Guioteca.

Suhu – Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa yang dimaksud dengan suhu?

Suhu adalah ukuran dari tingkat panas atau dinginnya suatu objek atau lingkungan. Suhu diukur dalam satuan derajat Celsius (°C) atau Fahrenheit (°F), dan dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi termal suatu benda atau lingkungan.

Apa perbedaan antara suhu dan panas?

Suhu dan panas seringkali digunakan secara bergantian, tetapi sebenarnya memiliki perbedaan. Suhu mengacu pada ukuran tingkat panas atau dinginnya suatu objek atau lingkungan, sedangkan panas mengacu pada transfer energi termal dari objek yang memiliki suhu lebih tinggi ke objek yang memiliki suhu lebih rendah.

Bagaimana suhu diukur?

Suhu diukur menggunakan alat yang disebut termometer. Termometer biasanya mengandalkan perubahan volume zat atau pengukuran perubahan resistansi listrik untuk menentukan suhu. Beberapa jenis termometer umum meliputi termometer air raksa, termometer digital, dan termometer inframerah.

Apa satuan suhu yang umum digunakan?

Satuan suhu yang umum digunakan adalah derajat Celsius (°C) dan derajat Fahrenheit (°F). Derajat Celsius digunakan secara luas di seluruh dunia, sedangkan derajat Fahrenheit lebih umum digunakan di Amerika Serikat dan beberapa negara lainnya.

Bagaimana mengkonversi suhu dari Celsius ke Fahrenheit?

Untuk mengkonversi suhu dari Celsius ke Fahrenheit, Anda dapat menggunakan rumus berikut:

F = (C × 9/5) + 32

Di mana F adalah suhu dalam derajat Fahrenheit, dan C adalah suhu dalam derajat Celsius. Misalnya, jika suhu dalam Celsius adalah 25°C, maka suhu dalam Fahrenheit akan menjadi:

F = (25 × 9/5) + 32
= 45 + 32
= 77°F

Bagaimana mengkonversi suhu dari Fahrenheit ke Celsius?

Untuk mengkonversi suhu dari Fahrenheit ke Celsius, Anda dapat menggunakan rumus berikut:

C = (F – 32) × 5/9

Di mana C adalah suhu dalam derajat Celsius, dan F adalah suhu dalam derajat Fahrenheit. Misalnya, jika suhu dalam Fahrenheit adalah 68°F, maka suhu dalam Celsius akan menjadi:

C = (68 – 32) × 5/9
= 36 × 5/9
= 20°C

Apa yang dimaksud dengan suhu ruangan?

Suhu ruangan adalah suhu yang umumnya dianggap nyaman bagi manusia di dalam ruangan. Suhu ruangan biasanya berkisar antara 20-25°C (68-77°F), meskipun preferensi suhu dapat bervariasi tergantung pada individu dan keadaan lingkungan.

Apa efek dari suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah?

Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat memiliki efek yang berbeda pada tubuh manusia dan lingkungan. Suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan dehidrasi, kelelahan, dan bahkan heatstroke, sementara suhu yang terlalu rendah dapat menyebabkan kedinginan, pembekuan, dan hipotermia. Selain itu, suhu yang ekstrem juga dapat merusak tanaman, hewan, dan infrastruktur.

Apa pengaruh suhu terhadap cuaca?

Suhu memainkan peran penting dalam menentukan cuaca. Suhu yang tinggi cenderung menyebabkan cuaca panas dan cerah, sementara suhu yang rendah cenderung menyebabkan cuaca dingin dan mungkin disertai dengan hujan, salju, atau es. Perubahan suhu juga dapat mempengaruhi pembentukan awan, angin, dan pola cuaca secara umum.