Suhu adalah keadaan derajat panas atau dingin suatu benda. Suhu yang dialami suatu benda tergantung energi panas yang masuk pada benda tersebut.
Alat yang dapat mengukur suhu suatu benda disebut termometer. Termometer bekerja dengan memanfaatkan perubahan sifat-sifat fisis benda akibat perubahan suhu. Termometer berupa tabung kaca yang didalamnya berisi zat cair, yaitu raksa atau alkohol. Terdapat 4 skala dalam pengukuran suhu, yaitu skala Celcius (0-100°C), Fahrenheit(32-212°F), Reamur(0-80°R), dan Kelvin(273-373°K).
Sifat termometrik adalah sifat-sifat benda yang mudah berubah akibat adanya perubahan suhu.
Contoh :
- panjang logam
Kalibrasi termometer adalah penetapan tanda-tanda untuk pembagian skala pada suhu termometer. Langka-langkah :
- Menentukan titik tetap bawah
- Menentukan titik tetap atas
- Menentukan jumlah skala di antara titik-titik tetap
- Memperluas skala di luar titik tetap
B. Pemuaian
Pemuaian merupakan gerakan atom penyusun benda karena mengalami pemanasan. Zat akan memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Pemuaian ini biasanya cukup kecil untuk bisa diamati. Gaya yang dihasilkan sangat besar dan harus diperhitungkan untuk rancang bangun tertentu, seperti kereta api, jembatan baja, sambungan beton di jalan raya. Pada saat sebuah benda dipanaskan, gerakan molekl semakin cepat yang menyebabkan pergeseran semakin besar.
PEMUAIAN ZAT PADAT
Besar pemuaian yang dialami suatu benda tergantung pada 3 hal, yaitu ukuran awal benda, karakteristik bahan, dan perubahan suhu benda. Setiap zat padat mempunyai besaran yang disebut koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang suatu zat adalah angka yang menunjukkan pertambahan panjang zat apabila suhunya dinaikkan 1°C.
Tabel Koefisien Muai Panjang
| No. | Jenis Bahan | Koefisien Muai Panjang / °C |
| 1 | Aluminium | 0,000026 |
| 2 | Baja | 0,000011 |
| 3 | Besi | 0,000012 |
| 4 | Emas | 0,000014 |
| 5 | Kaca | 0,000009 |
| 6 | Kuningan | 0,000018 |
| 7 | Tembaga | 0,000017 |
| 8 | Platina | 0,000009 |
| 9 | Timah | 0,00003 |
| 10 | Seng | 0,000029 |
| 11 | Pyrex | 0,000003 |
| 12 | Perak | 0,00002 |
a. Pemuaian Panjang
Pada zat padat yang berukuran panjang dengan luas penampang kecil, seperti pada kabel dan rel kereta api, kita bisa mengabaikan pemuaian pada luas penampangnya. Pemuaian yang kita perhatikan hanya pemuaian pada pertambahan panjangnya. Pertambahan panjang pada zat padat yangan relatif kecil sehingga butuh ketelitian untuk mengetahuinya.
Jika sebuah batang mempunyai panjang mula-mula l1 koefisien muai panjang (α), suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi l2 dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan, sebagai berikut :
l2 = l1 + ▲l
Karena ▲l = l1 α x ▲T, maka persamaannya menjadi :
l2 = l1 (1 + α x ▲T)
Keterangan :
l1 : Panjang batang mula-mula (m)
l2 : Panjang batang setelah dipanaskan (m)
▲l : selisih panjang batang = l1 - l2
α : Koefisien muai panjang (l°C)
T1 : Suhu batang mula-mula (°C)
T2 : Suhu batang setelah dipanaskan (°C)
▲T : selisih suhu (°C) = T2 - T1
b. Pemuaian Luas
Untuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini berarti lempengan tersebut mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas. Serupa dengan pertambahan panjang pada kawat, pertambahan luas pada benda dapat dirumuskan sebagai berikut :
A2 = A1 (l + ß x ▲T)
Diketahui ß = 2α, maka persamaannya menjadi seperti berikut :
A2 = A1 (l + 2α x ▲T)
Keterangan :
A1 : Luas bidang mula-mula (m2)
A2 : Luas bidang setelah dipanaskan (m2)
ß : Koefisien muai luas (/°C)
▲T : Selisih suhu (°C)
c. Pemuaian Volume
Zat padat yang mempunyai 3 dimensi (panjang, lebar, tinggi), seperti bola dan balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang, lebar, dan tinggi zat padat tersebut. Karena muai volume merupakan penurunan dari muai panjang, maka muai ruang juga tergantung dari jenis zat. Jika volume benda mula-mula V1, suhu mula-mula T1, koefisien muai ruang ý, maka setelah dipanaskan volumenya menjadi V2 dan suhunya menjadi T2 sehingga akan berlaku persamaan, sebagai berikut :
V2 = V1 (l + ý x ▲T)
Karena ý = 3α, maka persamaannya menjadi :
V2 = V1 (l + 3α x ▲T)
Keterangan :
V1 : Volume benda mula-mula (m3)
V2 : Volume benda setelah dipanaskan (m3)
ý : Koefisien muai ruang (/°C)
▲T : Selisih suhu
PEMUAIAN ZAT CAIR
Pada zat cair, hanya mengenal pemuaian volume. Umumnya volume zat cair bertambah ketika suhunya dinaikkan. Molekul zat cair lebih besar dibandingkan pada zat padat. Sifat pemuaian zat cair inilah yang digunakan sebagai dasar pembuatan termometer. Rumus-rumus pemuaian zat padat tidak berlaku pada pemuaian zat cair.
PEMUAIAN ZAT GAS
- Hukum Boyle
- Hukum Gay-Lussac
- Hukum Charles
- Persamaan Gas Ideal
Kalor adalah perpindahan energi kinetik dari satu benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Kalor merupakan bentuk energi dan bukan merupakan sebuah zat. Kalor dan usaha masing-masing adalah bentuk energi dan harus ada hubungan tertentu diantaranya yang dinamakan kesetaraan energi mekanik.
1. Hubungan kalor dengan suhu benda
Secara induktif, makin besar kenaikkan suhu suatu benda, makin besar pula kalor yang diserapnya. Selain itu, kalor yang diserap benda juga bergantung massa benda dan bahan penyusun benda.
RUMUS!!
Q = m x c x ▲T
Keterangan :
Q = Kalor yang diserap/dilepas benda (J)
m = Massa benda (kg)
c = Kalor jenis benda (J/kg°C)
▲T = Perubahan suhu (°C)
Tabel Kalor Jenis Beberapa Zat
| No. | Nama Zat | Kalor jenis | |
| J/kg°C | Kkal/kg°C | ||
| 1 | Alkohol | 2400 | 550 |
| 2 | Es | 2100 | 500 |
| 3 | Air | 4200 | 1000 |
| 4 | Uap air | 2010 | 480 |
| 5 | Aluminium | 900 | 210 |
| 6 | Besi/baja | 450 | 110 |
| 7 | Emas | 130 | 30 |
| 8 | Gliserin | 2400 | 580 |
| 9 | Kaca | 670 | 160 |
| 10 | Kayu | 1700 | 400 |
| 11 | Kuningan | 380 | 90 |
| 12 | Marmer | 860 | 210 |
| 13 | Minyak tanah | 2200 | 580 |
| 14 | Perak | 230 | 60 |
| 15 | Raksa | 140 | 30 |
| 16 | Seng | 390 | 90 |
| 17 | Tembaga | 390 | 90 |
| 18 | Timbal | 130 | 30 |
| 19 | Badan manusia | 3470 | 830 |
2. Kapasitas
Kalor
Kapasitas kalor adalah banyaknya energi yang diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikkan suhu benda sebesar 1°.
RUMUS!!!
Q = C x ▲T
Keterangan :
Q = Kalor yang diserap/dilepas (J)
Q = Kalor yang diserap/dilepas (J)
C = Kapasitas kalor benda (J°C)
▲T = Perubahan suhu benda (°C)
Jika persamaan kapasitas kalor dibandingkan dengan persamaan kalor jenis, maka kita dapat gunakan persamaan :
C = m x c
Keterangan :C = Kapasitas kalor benda (J°C)
m = Massa benda (kg)
c = Kalor jenis benda (J/kg°C)
D. Perubahan Wujud
Di SMP, kita telah mempelajari tentang wujud zat, yaitu padat, cair, dan gas. Suatu zat dapat berada pada salah satu dari ketiga wujud tersebut, tergantung pada suhunya.
1. Kalor lebuh dan kalor didih
Kalor yang diserap benda digunakan untuk dua kemungkinan, yaitu untuk menaikkan suhu atau untuk mengubah wujud benda.
