suhu dan kalor

34
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang 1. Suhu Suhu adalah besaran termodinamika yang menunjukkan besarnyaenergi kinetik translasi rata-rata molekul dalam sistem gas ; suhu diukurdengan menggunakan termometer (kamus kimia : balai putaka : 2002). Suhu menunjukkan derajatpanasbenda. Mudahnya, semakin tinggisuhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis,suhu menunjukkanenergiyang dimiliki oleh suatu benda. Setiapatom dalam suatu benda masing- masing bergerak, baik itu dalam bentukperpindahan maupun gerakan di tempat berupagetaran. Makin tingginyaenergi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut. Suhu biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panasdinginnya suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki suhu yangtinggi, sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Padahakikatnya, suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki olehmolekul-molekul sebuah benda. Sebagai contoh, ketika kita memanaskan sebuah besi ataualumanium maka akan terjadi proses pemuaian pada besi tersebut. Ketikakita mendinginkan air sampai pada 1

description

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Kalor adalah bentuk Energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.

Transcript of suhu dan kalor

KATA PENGANTAR

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

1. Suhu

Suhu adalah besaran termodinamika yang menunjukkan besarnyaenergi kinetik translasi rata-rata molekul dalam sistem gas ; suhu diukurdengan menggunakan termometer (kamus kimia : balai putaka : 2002).

Suhu menunjukkan derajatpanasbenda. Mudahnya, semakin tinggisuhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis,suhu menunjukkanenergiyang dimiliki oleh suatu benda. Setiapatom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentukperpindahan maupun gerakan di tempat berupagetaran. Makin tingginyaenergi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.

Suhu biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panasdinginnya suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki suhu yangtinggi, sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Padahakikatnya, suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki olehmolekul-molekul sebuah benda.

Sebagai contoh, ketika kita memanaskan sebuah besi ataualumanium maka akan terjadi proses pemuaian pada besi tersebut. Ketikakita mendinginkan air sampai pada suhu dibawah nol derajat maka airtersebut akan membeku. Sifat-sifat benda yang bisa berubah akibatadanya perubahan suhu disebut sifat termometrik.2. Kalor

Kalor adalah energi yang dapat diteruskan oleh satu benda ke bendalain secara konduksi,perolakan dan penyinaran. (kamus kimia ; 2002).

Sampai pada pertengahan abad 18, orang masih menyamakanpengertian suhu dan kalor. Baru pada tahun 1760, joseph blackmembedakan kedua pengertian ini. Suhu adalah sesuatu yang diukur padatermometer, dan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda yangpanas ke benda yang dingin untuk mencapai keadaan termal.

Pada tahun 1798, seorang ilmuwan amerika, benjamin thompson menyasingkan definisi kalor sebagai fluida kalorik. Ia yang merupakanseorang anggota militer mengamati bahwa ketika meriam menembakkan peluru, ada kalor yang dihasilkan pada meriam. Berdasarkan pengamatannya, thompson menyimpulkan bahwa kalor bukanlah fluida, tetapi kalor dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh kerja mekanismisalkan gesekan. Satu kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yangdiperlukan untuk menaikkan suhu air sebesar 1 C.

B. Rumusan Masalah

1. apa yang dimaksud dengan suhu dan kalor?

2. apa yang dimaksud dengan azas black?

3. apa peredaan dari jenis-jenis pemuaian ?C. Tujuan

- Menambah wawasan dibidang fisika khusus nya tentang Suhu dan Kalor

- Mengerti pemaham atau pengertian dari Suhu dan Kalor itu sendiri

- Mengetahui perbedaan Suhu dan Kalor

- Memahami perubahan suhu dan kalor pada pengaplikasian dalam kehiduipan sehari-hari

Bab IITINJAUAN PUSTAKAA. SuhuSuhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Sifat termometrik adalah sifat-sifat benda yang bisa berubah akibat adanya perubahan suhu. Termometer adalah alat untuk mengukur suhu suatu benda (Purnomo, 2008).Termometer zat cair: menggunakan prinsip bahwa zat cair akan memuai jika dipanaskan. Termometer Bimetal: menggunakan prinsip bahwa logam akan memuai jika dipanaskan. Termometer Hambatan: menggunakan prinsip bahwa bila seutas kawat dipanaskan, hambatan listriknya akan bertambah. Termokopel: pemuain antara dua logam yang kedua ujungnya disentuhkan akan menghasilkan GGL. Termometer Gas: sejumlah gas yang dipanaskan dan volumenya tetap maka tekanannya bertambah. Pyrometer: mengukur intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda yang sangat panas (Purnomo, 2008).B. KalorSecara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit (Purnomo, 2008).

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau energi panas. Kaor adalah suatu energi panas suatu zat yang dapat diukur dengan alat termometer dengan perantara air yang telah didihkan. Kalor jenis suatu benda memiliki masa yang berbeda-beda tergantung pada energi panas yang dimiliki oleh benda tersebut. Perpindahan Kalor dipelajari sebagai sebuah mata kuliah di beberapa jurusan dalam bidang teknik. Panas dalam bahasa Indonesia bisa mengandung dua arti, satu berarti kata sifat dan yang lain berarti kata benda, sedangkan Kalor sudah pasti kata benda. Definisi sederhana menyatakan Perpindahan Kalor adalah ilmu yang mempelajari perpindahan kalor dari satu system ke system lain dengan berbagai aspek yang menjadi implikasinya (Koestoer, 2008).

Perpindahan kalor atau heat transfer ialah ilmu yang mempelajari perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu antara benda atau matrial. Dasar termodinamika telah kita ketahui bahwa energi yang pindah itu dinamakan kalor atau panas (heat) (Holman, 2006).BAB III

isi

SuhudanKalor

1. Definisi SuhuSuhu merupakan ukuran relative panas dinginnya suatu benda atau sistem. Alat ukur untuk mengukur perubahan suhu yaitu thermometer. Ada beberapa jenis thermometer yang memiliki skala bawah dengan acuan es pada saat membeku dan skala atas dengan acuan air mendidih.Acuan ini ditentukan pada tekanan 1 atm = 76 cm Hg.

Gambar 1

Dari gambar (1) diatas, rentang skala Celcius adalah 100 skala, Reamur 80 skala, Fahrenheit 180 skala dan Kelvin 100 skala. Jika skala C, R, F dan K kita bandingkan melalui pembagian skalanya akan didapat : C : R : F : K adalah 100 : 80 : 180 : 100 dan disederhanakan menjadi C : R : F : K adalah 5 : 4 : 9 : 5. Dari gambar (1), kita mendapatkan hubungan anatar C, R, F dan K sebagai berikut (gambar 2)

Gambar 2

2. Definisi KalorKalor adalah bentuk Energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.

1 kalori: adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1C.

1 kalori = 4.18 joule atau 1 joule = 0.24 kalori

Kapasitas kalor (C): adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1C (satuan kalori/C).

Kalor jenis (c): adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1C (satuankalori/gram.C atau kkal/kg C).

Kalor yang digunakan untuk menaikkan/menurunkan suhu tanpa mengubah wujud zat, mempunyai persamaan :

Keterangan :Q = kalor yang di lepas/diterima (kalori, Joule)

C = kapasitas kalor ( kal/C, Joule/K)

m = massa benda ( gram. kg)

c = kalor jenis benda (kal/grC, Joule/kg K)

t = kenaikan/penurunan suhu, perubahan suhu (C, K

3. Pemuaian zatPada umumnya setiap benda baik itu berupa padat, cair atau gas jika dipanaskan akan mengalami penambahan ukuran panjang, luas ataupun volumenya. Penambahan ukuran benda karena penambahan suhu sering disebut sebagai pemuaian benda. Besarnya pemuaian benda sangat bergantung pada :a. Ukuran benda semulab. Kenaikan suhuc. Jenis bendaPemuaian Zat Padat, Cair dan Gasa. Pemuaian Zat Padat Muai PanjangPernahkah kalian mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan pada siang hari ? kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tampak kendor karena panjang logam penyusun kabel bertambah panjang akibat terkena panas sinar matahari. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kabel mengalami pemuaian karena terkena panas sinar matahari.

Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 10 C pada zat sepanjang 1m disebut koefisien muai panjang ().Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan

Dengan,L : Panjang akhir (m)L0 : Panjang mula-mula (m) : Koefisien muai panjang (0 C/m)t : kenaikan suhu (m) Muai luasJika yang dipanaskanadalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidangPertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 10 C pada zat seluas 1m2 disebut koevisien muai luas (). Besarnya dapat dinyatakan dalam

Hubungan antara luas benda, suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah

DenganA : luas akhir (m2 )A0 : luas mula-mula (m2 ) : koefisien muai luas zat ( 0 C/m2 )t : kenaikan suhu ( 0 C)Pemuaian luas dapat kita amati pada jendela kaca rumah, pada saat udara dingin kaca menyusut karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada koefisien muai kayu. Dan jika suhu memanas maka kaca akan memuai lebih besar dari pada kayu kusen sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan sangat rapat pada kusen kayu. Muai volumeJika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0 , lebar L0 , dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah T, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar:

dimana

dengan V : volume akhir (m3 )V0 : volume mula-mula (m3 ) : koefisien muai volume (0 C/m3 )t : kenaikan suhu (0 C)b. Pemuaian Zat CairPada zat cair kita tidak mengenal muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.

Khusus untuk air pada kenaikan suhu dari 00 C sampai 40 C volumennya tidak bertambah akan tetapi justru menyusut, pengecualian ini disebut dengan anomali air sehingga pada suhu 40 C air mempunyai volume terendah. Hubungan suhu dan volume air dapat digambarkan pada grafik di bawah ini

Pada suhu 4 C air menenpati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0 C 4 C akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4 C ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal senada juga terjadi pada bismuth pada suhu-suhu yang berbeda.c. Pemuaian GasSama halnya dengan zat cair dalam gas kita tidak mengenal pemuaian panjanh ataupun pemuaian luas. Gas akan mengalami pemuaian volume jika suhunya dinaikkan dan akan mengalami penyusutan jika suhunya diturunkan. Dari hasil percobaan didapatkan harga koefisien muai ruang yang sama untuk semua jenis gas yaitu sebesarC-1Sehingga volume akhir gas pada tekanan tetap adalah sebagai berikut.

Pemuaian tekanan akhir gas pada volume tetap adalah sebagai berikut.p = p0 (1+ 1/273t)Pemuaian gas dalam ruang tertutup dapat dibahas dengan menggunakan hukum Boyle Gay Lussac sebegai berikut :Persamaan gas ideal

Jadi

Dimana T adalah suhu mutlak Kelvin dan R adalah konstanta gas umum = 8314 joule/Kilomol. K atau 0,082 atm L/mol K4. Pemuaian Zat Pada Kehidupan Sehari-hari Pemasangan kaca jendelaDalam pemasangan kaca jendela perlu diperhatikan ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Pemasangan sambungan rel kereta apiPenyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok. Pemasangan bingkai besi pada roda pedatiPada keadaan normal bingkai roda pedati dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya. Pemasangan jaringan listrik dan teleponPada pemasangan kabel jaringan listrik atau telepon maka kabel harus dipasang dengan kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin pannjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur maka saat terjadi peyusutan kabel akan terputus. Keping bimetalKeping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping dam posisi lurus. Jika suhu naik kedia keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal pada setrika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal.Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien muainya dapat berguna bagi industri otomotif misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis, pada lampu reting kendaraan dan lain-lain.gambar-gambar tentang pemuaian:

5. KAPASITAS KALOR

Kapasitas kalor (C) = banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu seluruh benda sebesar satu derajat. Dengan demikian, benda yang mempunyai massa m dan kalor jenis c mempunyai kapasitas kalor sebesar:

C = mc

Keterangan :

C = kapasitas kalor

m = massa benda (Kg)

c = kalor jenis (J/Kg.K)

Satuan kapasitas kalor benda (C)Untuk menurunkan satuan kapasitas kalor (C), kita oprek saja persamaan kapasitas kalor (C) di atas :

Satuan Sistem Internasional untuk kapasitas kalor benda = J/K (J = Joule, K = Kelvin)

6. Asas Black

Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:

"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah" Asas ini menjabarkan:

Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama

Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas

Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan

Rumus Asas Black sendiri adalah : Qlepas = QterimaQlepas adalah yang suhu nya rendahQterima adalah yang suhu nya lebih tinggi jika dijabarkan menjadi :mxcxt = mxcxt

7. Perambatan kalor

Kalor dapat merambat melalui tiga macam cara yaitu:

1. Konduksi

Perambatan kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat perantaranya, biasanya terjadi pada benda padat.

H = K . A T/ L)

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktuT/L = gradien temperatur (K/m)K = koefisien konduksiA = luas penampang (m)L = panjang benda (m)

2. Konveksi

Perambatan kalor yang disertai perpindahan bagian-bagian zat, karena perbedaan massa jenis.

H = K . A .T

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktuK = koefisien konveksiT = kenaikan suhu (K)

3. Radiasi

Perambatan kalor dengan pancaran berupa gelombang-gelombang elektromagnetik.

Pancaran kalor secara radiasi mengikuti Hukum Stefan Boltzmann:

W = e . . T4

W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas per satuan waktu = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.K4e = emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (K)

Benda yang dipanaskan sampai pijar, selain memancarkan radiasi kalor juga memancarkan energi radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 10-6 s/d 10-5 m. Untuk benda ini berlaku hukum PERGESERAN WIEN, yaitu:max . T = C C = konstanta Wien = 2.9 x 10-3m KBab IV

PEMBAHASAN

Istilah suhu sendiri hadir di dalam ilmu fisika melalui panca indra manusia. Kita dapat mengatakan dingin jika jika kita menggenggam sebuah bongkahan es, sedangkan kita terkadang merasa kepanasan jika berdiri dibawah terik sinar matahari. Sensasi panas dan dingin inilah yang dalam kehidupan sehari hari kita sebut dengan suhu.Sedangkan dalam ilmu fisika suhu itu sendiri diartikan sebagai suatu yang dapat menjadi faktor penentu kesetimbangan formal.

Kenyataan yang sangat mendasar dari suhu (sensasi panas atau dingin) seperti yang telah disebutkan diatas adalah Bila 2 buah benda, berbeda suhu (dengan kata lain yang satu panas dan yang lainnya dingin) disinggungkan satu sama lain, maka pada akhirnya kedua benda tersebut menjadi sama panas atau sama dinginnya. Pada saat ini penentuan panas atau dingin inilah yang dahulu hanya diukur secara kualitatif yang mungkin tidak dapat diandalkan diterjemahkan dengan suatu alat ukur pengukur suhu yang disebut. Untuk satuan dasar dari suhu adalah kelvin meskipun dalam penggunaannya sehari hari kita lebih familiar dengan satuan celcius.

Tabel dibawah ini merupakan konversi suhu untuk beberapa satuan :

Suhu dan kalor merupakan hal yang sangat berkaitan erat karena kalor sangat dipengaruhi oleh suhu. Dari kenyataan suhu yang telah diuraikan diatas mengenai benda panas dan dingin jika disentuhkan, maka kalor adalah jumlah energi yang berpindah dari benda panas (yang suhunya lebih tinggi) ke benda yang dingin (yang suhunya lebih rendah). Kita mengenal satuan kalor yang umum sering digunakan yaitu Joule dan Kalori. Dimana 1 kalori adalah 4.2 Joule dan dalam ilmu fisika dilambangkan dengan Q.

Untuk rumus dari kalor tersebut adalah :Q = M x C x (T2-T1)Untuk lebih mudah memahaminya mari kita beri contoh studi kasus hubungan antara suhu dan kalor berdasarkan rumus diatas.

Massa sebuah air adalah 20 gram pada 25 derajat celcius, jika diketahui kalor jenis air adalah 2, maka berapakah jumlah kalor yang diperlukan agar suhunya menjadi 60.

Kalor yang dibutuhkan dalam contoh sederhana kasus diatas dapat kita hitung dari rumus :Q = M x C x (T2-T1)

Q = 20 x 2 x (60 25)

Q = 1400 kalori

Bab V

PENUTUP

KESIMPULAN

Berdasarkan materi diatas Suhu atau temperatur benda adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan memiliki suhu yang rendah.

Suhu merupakan ukuran atau derajat panas atau dinginnya suatu benda atau sistem. Suhu didefinisikan sebagai suatu besaran fisika yang dimiliki bersama antara dua benda atau lebih yang berada dalam kesetimbangan termal. Untuk mengukur dan mengkuantitatifkan pengukuran suhu digunakan alat pengukur suhu yang dinamakan termometer. Alat ini bekerja berdasarkan sifat termometrik zat. Nilai suhu suatu benda dinyatakan dalam beberapa skala suhu, dan skala suhu yang umum digunakan adalah skala Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin. Hubungan antara skala Celcius dan Reamur dinyatakan sebagai berikut :

Pengaruh panas dan dingin (perubahan nilai suhu) pada suatu benda menyebabkan perubahan wujud dan sifat benda. Perubahan wujud dapat terjadi manakala suhu benda mencapai titik leleh atau titik didihnya. Setiap benda juga dapat mengalami pemuaian ketika dipanaskan, dan menyusut ketika didinginkan, akan tetapi pengecualian pada air, dimana air memiliki sifat anomali air pada rentang suhu 0 C hingga 4 C. Pada zat padat dapat terjadi pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume, sedangkan pada zat cair dan gas hanya dapat terjadi pemuaian volume saja

Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.Besar kalor yang diberikan pada sebuah benda yang digunakan untuk menaikkan suhu tergantung pada : (massa benda (kalor jenis benda (perbedaan suhu kedua bendaPerpindahan kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :a. Konduksib. Konveksic. Radiasi Banyaknya kalor yang diterima atau dilepaskan oleh suatu benda bergantung dari sifat bendanya, yaitu kapasitas kalor suatu benda dan kalor jenis benda tersebut. Kapasitas kalor didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1 C atau 1 K. Sedangkan kalor jenis suatu zat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat tersebut sebesar 1 C atau 1 K. Kalor jenis zat merupakan sifat termal zat terhadap kemampuannya menyerap kalor, dan nilainya akan berbeda-beda bergantung zat masing-masing.

Tidak semua kalor berguna dalam menaikkan suhu. Ada juga kalor yang digunakan suatu zat untuk berubah wujud. Kalor yang digunakan suatu zat untuk berubah wujud dinamakan kalor laten. Kalor laten itu sendiri terdiri dari kalor lebur (kalor beku) dan kalor didih (kalor uap).

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas.

LAMPIRANSejarah Penemuan Termometer

Sebelum termometer ditemukan, ahli astronomi dan ahli ilmu alam melakukan berbagai usaha untuk dapat menciptakan alat yang dapat mengukur suhu. Mereka mengetahui bahwa temperatur dapat membuat zat memuai. Untuk itu, mereka menggunakan ukuran muai zat sebagai patokan dalam mengukur temperatur. Namun penemuan alat pengukur temperatur tidak dapat dengan mudah diciptakan. Para ahli perlu menemukan zat yang tepat, teknik yang tepat dan skala yang tepat pula untuk dapat mengukur secara cermat.

Kemudian pada tahun 1593, Galileo Galilei berusaha membuat pengukuran termometer dengan menggunakan pemuaian udara. Alat yang diciptakan oleh Galileo ini kemudian disebut termoskop. Walaupun masih tergolong sangat sederhana, namun secara kasar alat ini sudah dapat mengukur temperatur.

Termoskop Galileo

Termoskop galileo terdiri atas bola gelas sebesar telur ayam yang dihubungkan dengan pipa panjang tertutup berisi air. Di dalam cairan digantungkan sejumlah beban. Umumnya beban tersebut dilekatkan pada bola kaca tersegel yang berisi cairan berwarna untuk efek estetika. Saat suhu berubah, kerapatan cairan di dalam silinder turut berubah yang menyebabkan bola kaca bergerak timbul atau tenggelam untuk mencapai posisi di mana kerapatannya sama dengan cairan sekelilingnya atau terhenti oleh bola kaca lainnya. Bila perbedaan kerapatan bola kaca sangat kecil dan terurutkan sedemikian rupa sehingga yang kurang rapat berada di atas dan yang terapat berada di bawah, hal tersebut dapat membentuk suatu skala suhu.Di Florence bangsawan Tuscany, Ferdinand II, menciptakan termometer yang lebih baik. Udara di dalam bola gelas digantikan dengan anggur atau alkhohol. Kedua titik tetapnya adalah temperatur pada musim dingin yang terdingin serta temperatur pada musim panas yang terpanas.Sejak penemuan Amontons dan Ferdinand, kemudian banyak bermunculan usulan mengenai titik patokan. Ada yang mengusulkan penggunaan satu titik patokan saja, tetapi ada pula yang mengusulkan dua titik patokan.

Gabriel Daniel Fahrenheit

Setelah membaca sejarah ilmu yang mengisahkan penemuan Amotons tentang titik didih air yang tetap maka Gabriel Daniel Fahrenheit terdorong untuk membuat termometer guna melihat gejala alam di bidang temperatur. Fahrenheit mengulang disain termometer serta menggunakan air raksa sebagai zat pengukurnya.Pada tahun 1714, Fahrenheit berhasil menciptakan termometer raksa. Inilah termometer yang benar-benar cermat dan teliti. Skala pada termometer ini dikenal sebagai derajat Fahrenheit.

Dikemudian hari, diketahui penggunaan raksa dalam alat ukur temperatur memiliki beberapa kelebihan dibandingkan penggunaan air. Diantaranya:

1. Jangkauan suhu raksa cukup lebar. Raksa membeku pada suhu -40C dan mendidih pada suhu 360C. 2. Unsur logam transisi ini berwarna keperakan, sehingga dapat mudah dilihat karena mengkilat. 3. Raksa tidak membasahi diding pipa kapiler pada termometer sehingga pengukurannya menjadi teliti. 4. Pemuaian Raksa cukup teratur dari temperatur ke temperatur.

Pada tahun 1730, Rene Antoine Ferchault de Reamur menyusun suatu skala temperatur baru dan dikenal dengan skala Reamur. Dalam percobaannya ia menggunakan campuran anggur dan air dalam bandingan 4 dan 1.Pada tahun 1742 ahli astronomi Swedia di Universitas Upsala, Anders Celcius membagi jarak di antar titik beku dan titik didih air ke dalam 100 bagian. Skala inipun dikenal dengan skala celcius atau skala centigrade. Pada skala celcius, 0(C adalah titik dimana air membeku dan 100(C adalah titik dimana air mendidih. Skala inilah yang paling sering digunakan di dunia.Pada tahun 1848, Fisikawan Skotlandia, Lord Kelvin, menyataka pentingnya fenomena hubungan suhu-volume atau Hukum Charles dan Gay-Lussac. Sebagai contoh, bila kita mempelajari hubungan suhu volume pada berbagai tekanan. Pada suatu nilai tekanan yang ditentukan, plot dari volume terhadap suhu menghasilkan garis lurus. Dengan memperpanjang garis ke volume nol, diperoleh perpotongan pada sumbu suhu dengan nilai -273,15(C. Pada tekanan lainnya, diperoleh garis lurus yang berbeda dari plot antara volume suhu , namun diperoleh pula perpotonga suhu pada volume nol yang sama, yaitu pada -273,15(C. (Raymond Chang, 2005: 130)1