Dokumen tersebut membahas tentang konsep suhu, cara mengukur suhu menggunakan termometer, skala-skala suhu yang berbeda, serta cara-cara perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi.

2. SUHU DAN KALOR
(BAGIAN 1)

3. TUJUAN PEMBELAJARAN
• Peserta didik dapat memahami konsep suhu.
• Peserta didik dapat menjelaskan sifat termometrik yang
dimanfaatkan untuk mengukur suhu.
• Peserta didik dapat membedakan skala Celcius, Reamur,
Fahrenheit, dan Kelvin dalam menyatakan nilai suhu.
• Peserta didik dapat membedakan konsep energi panas
(energi termal) dan kalor.
• Peserta didik dapat menganalisis perpindahan/perambatan
kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

4. SUHU (TEMPERATUR)
• Dalam kehidupan sehari-hari suhu (temperatur)
menunjukkan tingkatan panas-dingin suatu objek.
• Dalam ilmu fisika suhu menunjukkan ukuran pergerakan
molekul suatu objek.
• Teori Kinetik Gas: suhu merupakan ukuran energi kinetik
rata-rata molekul.

5. LANJUTAN . . .
• Alat untuk mengukur suhu (temperatur) suatu objek
disebut dengan Termometer.
• Termometer banyak jenisnya, tapi semuanya bekerja
berdasarkan prinsip yang sama, yaitu memanfaatkan sifat
termometrik suatu benda (objek).
• Sifat termometrik adalah besaran fisis yang berubah jika
suhu (temperatur) berubah.
Contoh: volume zat cair, hambatan listrik kawat
penghantar, intensitas radiasi suatu benda.

6. LANJUTAN . . .
• Salah satu syarat dari sifat termometrik yang bisa
digunakan pada termometer adalah perubahannya
kontinyu dan beraturan (atau yang mendekati).
• Dengan kata lain nilai dari besaran fisis yang berubah
akibat perubahan suhu (sifat termometrik) berbanding
lurus dengan suhu.
• Sehingga kurva pada grafik besaran fisis terhadap suhu
adalah kurva linier dengan gradien yang konstan.

7. Volum zat cair
(Panjang kolom
zat cair)
LANJUTAN . . .
Besaran fisis
Suhu

8. SKALA TERMOMETER
• Sebelum menentukan nilai suhu berdasarkan sifat
termometrik suatu objek (benda), terlebih dahulu harus
ditetapkan dua titik tetap yang menjadi acuan.
• Titik tetap yang pertama disebut Titik Tetap Bawah, yang
ditetapkan pada saat es mencair. Sedangkan titik tetap
yang kedua adalah Titik Tetap Atas, yang ditetapkan pada
saat air mendidih.
• Setiap titik acuan memiliki nilai suhu tertentu dan nilai
besaran fisis yang bersesuaian.

9. LANJUTAN . . .
• Nilai suhu pada titik tetap (acuan) ditentukan sesuai
dengan skala yang akan digunakan.
Nilai Suhu
Titik Tetap Bawah
Nilai Suhu
Titik Tetap Atas
Skala
0o
0o
32o
100o
80o
212o
Celcius
Reamur
Fahrenheit

10. LANJUTAN . . .
Bisa berbeda
l l0
x 0
x
l100 l0
100 0
l l0
100 o C
l100 l0
Bisa berbeda

11. LANJUTAN . . .
x
60 20
100 o C
100 20
x 50o C
• Panjang kolom raksa pada termometer raksa sama
dengan 20 mm saat 0oC dan 100 mm pada saat 100oC.
Berapakah nilai suhu saat panjang kolom raksa 60 mm?

12. LANJUTAN . . .
• Sebuah kawat platina memiliki hambatan 2,00 ohm dan
2,80 ohm pada 0oR dan 80 oR. Hambatan kawat tersebut
bernilai 5,36 ohm ketika ditempatkan pada sulfur yang
mendidih. Berapakah suhu sulfur tersebut?
x
R R0
80
R80 R0
x
5,36 2, 00
80
2,80 2, 00
x 336o R
o
R
o
R

13. LANJUTAN . . .
• Perubahan yang kontinyu dan beraturan dari sifat
termometrik memberikan kemudahan dalam membuat
Termometer sebagai alat ukur suhu.
• Contohnya panjang kolom raksa (etanol). Setelah dua titik
tetap ditentukan maka panjang kolom raksa dapat dibagi
menjadi sejumlah skala, baik diantara Titik Tetap Atas dan
Titik Tetap Bawah maupun di bawah Titik Tetap Bawah
dan di atas Titik Tetap Atas: Termometer Raksa.

14. LANJUTAN . . .

15. LANJUTAN . . .
Sifat Termometrik
Pemuaian volume
zat cair
Termometer
Termometer
raksa
Hambatan listrik
Electronic Thermometer
Thermistor
Intensitas radiasi
Pirometer
(Pyrometer)

16. LANJUTAN . . .

17. LANJUTAN . . .
l l0
x TB
l l0
l100 l0
TA
TB
(y) oR
l100 l0
TA TB
x TB
TA TB
Sama!

18. LANJUTAN . . .
l l0
l100 l0
x TB
TA TB
Sama!
x TBx
TAx TBx
y TBy
TAy TBy

19. LANJUTAN . . .
x 50
50 0
100 0
y 40
o
50 C
y 0
80 0
o
40 R

20. LANJUTAN . . .
• Selain skala Celcius, Reamur, dan Fahrenheit terdapat
satu skala suhu lain yang biasa digunakan, yaitu skala
suhu mutlak (absolut) atau skala Kelvin.
• Termometer yang menggunakan skala Kelvin adalah
Termometer Gas Volume Konstan. Termometer ini hanya
menggunakan satu titik tetap, yaitu Titik Tripel Air.
• Titik Tripel Air adalah kedaan dimana air, uap air, dan es
berada bersama-sama dalam kedaan seimbang.

21. LANJUTAN . . .
• Skala Kelvin didefinisikan bahwa suhu Titik Tripel Air
adalah 273,16 K. Suhu ini bersesuaian dengan 0,01oC.
• Perubahan suhu pada skala Kelvin ditentukan sama
dengan perubahan suhu pada skala Celcius, sehingga
suhu 0 oC sama dengan 273,15 K.
• Dengan demikian dapat dituliskan bahwa:
T K
t
o
C
273,15
(Nilai 273,15 sering dibulatkan menjadi 273)

22. LANJUTAN . . .
• Sebuah termometer raksa dikalibrasi. Panjang kolom
raksa 1,00 cm ketika diletakkan dalam suatu wadah yang
berisi es yang mencair dan 13,50 cm ketika diletakkan
dalam suatu wadah yang berisi air yang mendidih.
a) Berapakah perubahan panjang kolom cairan setiap
perubahan suhu 1oC dan 1oR?
b) Berapakah panjang kolom raksa ketika suhu yang
terukur adalah 32oC?

23. LANJUTAN . . .
• 104oF = . . . oC = . . . oR = . . . K
• Pada sebuah termometer X, titik beku airnya adalah 40oX
dan titik didih airnya 240oX. Bila sebuah benda diukur
dengan termometer Celcius suhunya 50oC, maka bila
diukur dengan termometer X suhunya adalah . . .
• Berapakah nilai suhu pada skala Celcius yang sama
dengan nilai suhu pada skala Fahrenheit?
• Apakah ada nilai suhu pada skala Celcius yang sama
dengan nilai suhu pada skala Reamur?

24. LANJUTAN . . .
• Manakah yang lebih besar (1) penambahan suhu 1oC
atau 1oF (2) penambahan suhu 1oC atau 1 K ?
• Termometer A dan B digunakan untuk mengukur suhu
fluida x, y, dan z. Hasilnya ditunjukkan oleh tabel di
bawah. Berapakah nilai a ?
Fluida
x
Termometer A
80 oA
Termometer B
50 oB
y
z
100 oA
20 oA
100 oB
a oB

25. ENERGI TERMAL DAN KALOR
• Energi Termal (Energi Panas) tidak sama dengan Kalor.
• Energi termal merupakan energi internal (dalam) yang
dimiliki oleh molekul-molekul benda (objek) tertentu.
• Energi internal merupakan kombinasi (jumlah) dari energi
kinetik (yang terkait dengan pergerakan) dan energi
potensial (yang terkait dengan gaya inter-molekul) yang
dimiliki oleh molekul-molekul suatu benda.

26. LANJUTAN . . .
• Semakin besar/tinggi suhu suatu benda (objek) maka
semakin besar energi internal yang miliki oleh benda
(objek) tersebut.
• Sehingga bisa dikatakan bahwa semakin tinggi suhu
maka semakin besar energi termal benda.
Suhu
Suhu
Energi Termal
Energi Termal

27. LANJUTAN . . .
Kontak Termal
Suhu
Energi Termal
Suhu
Q
Energi Termal
• Kalor merupakan energi yang dipindahkan dari benda
yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah
ketika melakukan kontak termal.
• Kalor hanya ada ketika ada kontak termal.

28. LANJUTAN . . .
=
(Suhu) (Energi Termal)
• Kalor akan berhenti mengalir jika suhu telah setimbang
(energi termal sama): setimbang termal.
Q kalor
1J
J joule atau kal kalori
0, 24 kal

29. CARA PERPINDAHAN KALOR
2
3
1
• Kalor dapat berpindah dengan cara: 1) Konduksi
2) Konveksi dan 3) Radiasi.

30. LANJUTAN . . .
• Banyaknya kalor yang dipindahkan (baik secara
konduksi, konveksi, atau radiasi) persatuan waktu disebut
dengan laju perpindahan kalor (H).
H
Q
t
satuan
J
kal
/
/ W
s
s

31. 1) KONDUKSI
• Perhatikan video berikut ini.
• Konduksi terjadi melalui tumbukan antar molekul.
• Tidak ada perpindahan molekul selama proses konduksi
terjadi.
• Konduksi bisa terjadi pada semua zat, tapi jauh lebih
bagus pada benda padat (logam atau non-logam).

32. LANJUTAN . . .
• Konduksi pada logam lebih baik dibandingkan pada nonlogam karena adanya elektron bebas pada logam.
• Elektron bebas mampu bergerak dengan bebas sehingga
bisa menumbuk elektron dan molekul lain lebih cepat.
Logam :
Konduktor panas
yang bagus

33. (Insulator)
Poor
Conductor
LANJUTAN . . .
Good
Conductor

34. LANJUTAN . . .
T1
T2
T1
T2
H
l
A
H
kA
H
kA
T1 T2
l
T
l
[k (koefisien konduksi
termal/konduktivitas termal):
W/m.K]

35. LANJUTAN . . .
• Mengapa logam merupakan konduktor panas yang paling baik?
Apakah konduksi bisa terjadi pada kayu, air, dan udara?
• Sebuah ruangan dengan pendingin memiliki jendela yang
luasnya 2 m x 1,75 m dan tebalnya 3,2 mm. Jika suhu pada
permukaan kaca dalam 25oC dan suhu pada permukaan kaca
luar 31oC, maka laju konduksi kalornya adalah . . .
(k kaca = 0,8 W / m K)
• Sebuah batang tembaga (k = 375 W / m K) panjangnya
80 cm dan luas penampangnya 4 cm2. Ujung yang satu
bersuhu 20oC dan ujung yang lain bersuhu 100oC. Banyaknya
kalor yang berpindah selama 30 menit adalah . . .

36. LANJUTAN . . .
• Dua batang logam P dan Q dengan luas penampang sama
dihubungkan seperti pada gambar berikut.
Jika koefisien konduksi logam P setengah kali logam Q, serta
AC = 2 CB, maka suhu di C adalah . . .
• Dua batang logam sejenis A dan B memiliki perbandingan luas
penampang 2 : 1, dan perbandingan panjang 4 : 3. Bila
perbedaan suhu ujung-ujung batang sama, maka perbandingan
laju konduksi kalor logam A dan B adalah . . .

37. 2) KONVEKSI
• Konveksi merupakan perpindahan kalor melalui
perpindahan molekul.
• Terjadi perpindahan molekul selama proses konveksi
terjadi: arus konveksi.
• Konveksi hanya terjadi pada zat cair dan gas.
• Secara alamiah, konveksi terjadi karena perubahan
(perbedaan) massa jenis zat cair atau gas.

38. LANJUTAN . . .
:
:

39. LANJUTAN . . .
• Konveksi bisa juga terjadi secara paksa melalui bantuan
alat tentu, seperti kipas angin.

40. 3) RADIASI
• Radiasi merupakan perpindahan kalor melalui gelombang
elektromagnetik (GEM).
• Radiasi bisa terjadi melaui ruang hampa (tanpa medium).

41. LANJUTAN . . .
• Pada dasarnya semua benda bersuhu tertentu
memancarkan radiasi. Semakin besar suhu maka
semakin besar kalor yang diradiasikan.

42. LANJUTAN . . .
• Selain memancarkan kalor secara radiasi, benda juga
menyerap kalor dari radiasi benda lain. Pemancar yang
baik juga merupakan penyerap yang baik.

43. LANJUTAN . . .

44. LANJUTAN . . .
H
e AT
4
: Konstanta Stefan-Boltzmann
5, 67 10 8Wm 2 K
4
• e = emisivitas (kurang dari sama dengan 1, lebih dari 0),
mewakili karakteristik benda, termasuk warna benda dan
tekstur permukaan benda. e = 1 disebut benda hitam.
• ‘Benda hitam’ merupakan pemancar radiasi paling baik.

45. LANJUTAN . . .
• Jika benda bersuhu T1 berada pada lingkungan bersuhu
T2 (T2<T1), maka benda juga akan menyerap kalor dari
lingkungan.
• Dengan demikian kalor yang diradiasikan benda menjadi:
H
4
1
e A T
T2
4

46. LANJUTAN . . .
• Mengapa benda berwarna hitam akan lebih cepat panas
dari pada benda berwarna putih saat dijemur di bawah
sinar matahari?
• Sebuah plat baja dengan panjang 2 m dan lebar 0,5 m
suhunya 227oC. Bila benda dianggap benda hitam
sempurna, energi panas yang diradisikan persatuan
waktu adalah . . .
• Sebuah benda hitam pada suhu 27oC memancarkan
energi dengan laju R. Jika suhunya naik menjadi 327oC,
maka laju energi yang dipancarkan menjadi . . .

47. LANJUTAN . . .
Jelaskan mengapa
desain termos seperti
gambar di samping?

48. SELESAI