Suhu adalah besaran skalar yang menunjukkan derajat agitasi partikel-partikel suatu bahan. Ini pada gilirannya merupakan cara tidak langsung dari intuisi energi panas ini. Semakin tinggi suhu, semakin banyak energi yang dimiliki partikel material, yang memiliki manifestasi termal yang dapat dirasakan oleh sentuhan sebagai panas atau dingin.

Suhu tidak memiliki definisi khusus seperti besaran fisis lainnya, yang pada mulanya dapat merepresentasikan kemunduran dalam melakukan pengukuran. Untuk ini, hukum nol termodinamika digunakan, yang menetapkan bahwa dua benda dengan energi panas yang berbeda bersentuhan, yang dengan energi tertinggi akan memberikan bagian ini kepada yang memiliki energi terendah sehingga pada titik tertentu keduanya memiliki jumlah energi yang sama.

Skala suhu

Antara abad ke-17 dan ke-18, para ilmuwan mencoba memberikan jawaban atas pengukuran suhu, namun masing-masing dari mereka melakukan pengukuran dan parameterisasi dengan bahan dan metode yang tidak dipilih secara ketat, sehingga menimbulkan ambiguitas. Setelah proses yang panjang, dan dengan perkembangan termodinamika, skala pengukuran suhu dapat dibuat.

• Skala Celsius: Awalnya disebut skala celcius, karena perbedaan antara suhu didih dan pembekuan air terdapat perbedaan 100 derajat (masing-masing 100 ° C dan 0 ° C), di mana derajat dilambangkan dengan ° C yang khas. Skala ini merupakan bagian dari satuan pengukuran yang diturunkan dalam sistem internasional.
• Skala Fahrenheit: Ini adalah skala suhu yang digunakan secara resmi oleh sangat sedikit negara dan beberapa negara lain menggunakannya bersama dengan skala Celsius. Pada skala ini, nilai ditandai ° F, di mana titik didih air ditetapkan pada 122 ° F dan titik beku -32 ° F.
• Skala Kelvin: Ini adalah skala yang digunakan secara resmi dalam bidang ilmiah dan satuan dasar pengukuran suhu dalam sistem internasional. Ini didasarkan pada skala Celsius; Namun, ini membutuhkan nol mutlak (-273,15 ° C) sebagai titik nol: suhu terendah yang mungkin dicapai. Suhu pada skala ini dilambangkan hanya dengan menempatkan K di sebelah nilai numerik suhu, tanpa menggunakan simbol ‘°’, seperti pada skala lainnya. Jadi, titik beku air adalah 273,15 K dan titik didih 373,13 K.
• Skala Rankine: Skala ini mirip dengan skala Kelvin, dengan perbedaan yang didasarkan pada skala suhu Fahrenheit, di mana nol mutlak adalah -459,67 ° F. Nilai suhu pada skala ini dapat dilambangkan dengan ° R atau hanya R, di mana suhu pemadatan air adalah 491,67 ° R dan titik didihnya adalah 671,64 ° R.

Pindah dari satu skala ke skala lainnya

Untuk meneruskan nilai suhu dari satu skala ke skala lainnya, hubungan berikut harus digunakan:

Beberapa sifat materi berubah sesuai perubahan suhu tertentu. Perubahan ini dapat dideteksi dan diukur, sehingga dimungkinkan untuk melakukan pengukuran suhu secara tidak langsung dan dengan ini membuat berbagai jenis termometer.

Beberapa sifat termometrik benda ini tercantum di bawah:

• Dilatasi dan kontraksi: Salah satu efek paling terkenal dari perubahan suhu bahan adalah mereka mengembang atau melebar dengan panas dan berkontraksi oleh dingin. Contohnya adalah termometer air raksa mengembang ketika terkena peningkatan suhu dan berkontraksi dalam situasi yang berlawanan.
• Variasi hambatan listrik: Ketika suatu bahan menghantarkan listrik melaluinya, itu meningkatkan suhunya. Dengan ini, atom-atom dan molekul-molekul yang menyusun bahan tersebut diguncang dan mencegah aliran arus yang teratur; inilah yang disebut resistensi. Berkat sifat ini, perangkat elektronik dapat memiliki pengukuran suhu dengan memantau variasi aliran arus listrik yang melewatinya.
• Radiasi termal: Semua benda memancarkan jenis radiasi yang disebut radiasi termal, yang besarnya sebanding dengan suhu yang dimiliki tubuh: semakin tinggi suhu, semakin banyak radiasi yang dipancarkan. Ini adalah cara termometer inframerah dapat memperoleh pengukuran suhu suatu benda tanpa bersentuhan dengannya.
• Efek termoelektrik: Ini adalah fenomena yang terjadi ketika dua potong logam bergabung, penyatuan dan ujung logam memiliki suhu yang berbeda. Perbedaan suhu ini menghasilkan tegangan, yang besarnya sebanding dengan perbedaan suhu sistem. Efek ini digunakan untuk pembuatan termometer untuk kamar gas dan oven.

Jenis

Sebagai penggunaan teknis dari beberapa nilai suhu, ada istilah yang digunakan untuk melakukan pengukuran tertentu.

• Suhu tubuh: Secara umum mengacu pada suhu tubuh manusia, yang besarnya tergantung pada usia, waktu, atau aktivitas yang sedang dilakukan. Dapat dianggap bahwa seseorang harus memiliki suhu tubuh rata-rata antara 36,1 ° C (97 ° F) dan 37,2 ° C (99 ° F).
• Suhu lingkungan: Ini adalah suhu udara sekitar di tempat tertentu, terlepas dari apakah itu ruang terbuka atau tertutup.
• Suhu lembab: Ukuran suhu ini digunakan untuk menghitung kelembaban lingkungan dan perkiraan sensasi termal. Memperolehnya terdiri dari penggunaan termometer dengan kain lembab, kelembaban kain menyerap panas dari termometer untuk menguapkan air, menghasilkan pengukuran suhu lingkungan yang lebih rendah.
• Suhu kering: Ini adalah cara khusus untuk mengacu pada suhu sekitar di ruang terbuka. Secara khusus, termometer yang digunakan untuk pengukuran ini terlindung dari sinar matahari, sehingga memberikan pengukuran suhu udara yang lebih akurat.
• Suhu basal: Ini adalah suhu terendah yang dicapai tubuh saat istirahat. Suhu basal diperhitungkan untuk pemantauan masa subur wanita: rata-rata, wanita memiliki suhu basal antara 36,2 ° C hingga 36,4 ° C, tetapi selama masa ovulasi mereka dapat mencapai suhu antara 36,4 ° C hingga 37 ° C.
• Suhu penyalaan: Ini didefinisikan sebagai suhu minimum yang diperlukan untuk bahan yang mudah terbakar untuk membakar dan nyala api yang dihasilkan dipertahankan tanpa memerlukan sumber panas eksternal. Untuk memulai proses penyalaan, sumber panas eksternal harus memiliki suhu yang lebih tinggi dari suhu penyalaan zat.

Perbedaan antara panas dan suhu

Ada hubungan erat antara panas dan suhu, namun keduanya tidak boleh dianggap sinonim, karena keduanya memiliki definisi yang berbeda. Kalor didefinisikan sebagai perpindahan energi antara dua sistem termodinamika melalui kerja atau perpindahan massa, dan satuan pengukurannya masing-masing adalah Joule, satuan pengukuran energi, meskipun Kalori juga digunakan.

Suhu, di sisi lain, adalah ukuran tidak langsung dari keadaan energi sistem termodinamika melalui parameterisasi termal. Dengan cara ini, konsep suhu tidak melibatkan lebih dari satu benda, sedangkan definisi definisi panas ditetapkan dengan kebutuhan dua atau lebih benda untuk dapat menimbulkan transfer energi.

Pada gilirannya, harus diperhitungkan bahwa kalor adalah kuantitas fisik yang dapat ditransmisikan melalui mekanisme berikut:

• Konduksi: Ketika dua benda dengan suhu yang berbeda bersentuhan, yang satu dengan suhu yang lebih tinggi akan menyerahkan energi panasnya ke yang lain, sehingga pada titik tertentu keduanya berada pada suhu yang sama, oleh karena itu, dalam keadaan energi yang sama.
• Radiasi: Keadaan energik partikel suatu material menghasilkan medan elektromagnetik, dengan ini benda menjadi sumber gelombang elektromagnetik. Ketika tubuh lain terkena gelombang ini, energi internalnya meningkat. Dengan cara ini terjadi transfer energi.
• Konveksi: Perpindahan panas dalam cairan terjadi melalui gerakan massa dari daerah yang lebih panas (energi yang lebih tinggi) ke daerah yang kurang panas (energi yang lebih rendah). Dengan cara ini, sistem berusaha untuk menetapkan kesetimbangan termal, yaitu: bahwa semua massa yang terdiri dari fluida memiliki jumlah energi yang sama. Perilaku ini dapat dilihat pada air mendidih.

Sebaliknya, suhu tidak dapat ditransmisikan atau disebarkan. Perbedaan lain antara besaran-besaran ini adalah pengukurannya; Suhu dapat diperoleh dengan cara yang sangat langsung dengan termometer, namun pengukuran panas memerlukan bantuan perhitungan. Untuk ini, Anda memiliki kalorimeter, yang merupakan perangkat yang lebih kompleks daripada termometer air raksa.

Data yang relevan

Ada beberapa nilai suhu yang nyaman untuk diketahui sebagai bagian dari pengetahuan umum.

• Suhu tubuh rata-rata adalah 36,5 °C.
• Suhu didih air adalah 100 ° C, dan suhu leleh dan pemadatan adalah 0 ° C.
• Dalam ruang hampa, pengukuran suhu lingkungan tidak dapat diperoleh, karena tidak adanya partikel gas. Sebaliknya, benda dalam ruang hampa memiliki ukuran suhu yang terkait dengan energi internalnya.
• Suhu permukaan matahari rata-rata 5.500 ° C dan 15.000.000 ° C pada intinya.
• Suhu rata-rata bumi adalah 15 ° C, namun, ada daerah di mana nilai ekstrem telah dicatat, seperti sekitar 70,1 ° C di Gurun Lut (Iran) dan -89,2 ° C di Vostok (Antartika).