Dokumen tersebut membahas tentang suhu dan kalor, mencakup definisi suhu, alat ukur suhu seperti termometer, jenis-jenis termometer, hubungan antar skala Celcius, Reamur dan Fahrenheit, serta cara-cara perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi dan radiasi.

1. Nama : Riko Saputra
Kelas : X KA 1
2013/2014

2. 1. Suhu (Temperatur)
Dalam kehidupan sehari-hari, suhu merupakan ukuran mengenai panas
atau dinginnya suatu benda. Oven yang panas dikatakan bersuhu tinggi,
sedangkan es yang membeku dikatakan memiliki suhu rendah.
Suhu dapat mengubah sifat zat, contohnya sebagian besar zat akan
memuai ketika dipanaskan. Sebatang besi lebih panjang ketika dipanaskan
daripada dalam keadaan dingin. Jalan dan trotoar beton memuai dan menyusut
terhadap perubahan suhu. Hambatan listrik dan materi zat juga berubah terhadap
suhu. Hambatan listrik dan materi zat juga berubah terhadap suhu. Demikian juga
warna yang dipancarkan benda, paling tidak pada suhu tinggi. Kalau kita
perhatikan, elemen pemanas kompor listrik memancarkan warna merah ketika
panas. Pada suhu yang leih tinggi, zat padat seperti besi, bersinar jingga atau
bahkan putih. Cahaya putih dari bola lampu pijar berasal dari kawat tungsten
yang sangat panas.
Dengan demikian, suhu didefinisikan sebagai besaran yang menyatakan
ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Karena suhu sudah kita
nyatakan sebagai besaran, semestinya harus ada alat ukur bagi suhu. Untuk
mengetahuinya, siapkanlah 3 wadah yang berisi air es, air biasa, dan air hangat.
Ketika tangan disentuhkan pada air dingin, kita katakan suhu air tersebut dingin.
Sementara ketika tangan disentuhkan pada air hangat, kita katakan suhu air
tersebut panas. Namun hal itu, tidak dapat dijadikan acuan. Mengapa demikian?
Untuk mengetahuinya, coba kalian tentukan suhu air biasa di atas, apakah
suhunya dingin atau panas? Langkah awal, sentuhkan tangan kananmu pada air
hangat. Sementara itu, sentuhkan juga tangan kirimu pada air dingin.
Selanjutnya, masukkan kedua tanganmu secara bersaman pada wadah yang
berisi air biasa.
Cermatilah pengukuran yang dilakukan kedua tanganmu. Pada saat
menyentuh air biasa, tangan kananmu akan terasa dingin karena melepas kalor
sedangkan tangan kirimu akan terasa panas karena menerima kalor. Mengapa
kedua tanganmu tidak merasakan hal yang sama meskipun yang disentuh adalah
air yang sama, yaitu air biasa. Karena tangan tidak dapat digunakan sebagai alat
ukur suhu, digunakanlah termometer, yang dapat menyatakan suhu dalam ukuran
celcius, reamur, fahrenheit, ataupun kelvin.

3. A. Alat Ukur Suhu
Alat yang dirancang untuk mengukur suatu zat disebut termometer. Ada
beberapa jenis termometer yang prinsip kerjanya bergantung pada beberapa sifat
materi yang berubah terhadap suhu. Sebagian besar termometer umumnya
bergantung pada pemuaian materi terhadap naiknya suhu. Ide penggunaan
termometer diperkenalkan oleh Galileo, yang menggunakan pemuaian gas.
Termometer umum saat ini terdiri dari tabung kaca dengan ruang di
tengahnya diisi air raksa atau alcohol yang diberi warna merah. Pertimbangan
dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler dalam pembuatan termometer
adalah sebagai berikut.
a. Raksa tidak membasahi dinding kaca.
b. Raksa merupakan penghantar panas yang baik.
c. Kalor jenis raksa rendah sehingga dengan perubahan panas yang kecil, sudah
cukup untuk mengubah suhunya.
d. Jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya –3 0C dan titik didihnya 3570C.
Sementara untuk mengukur suhu yang sangat rendah biasanya digunakan
termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -
1140C. Termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda
yang tinggi sebab titik didihnya 780C.
Pada prinsipnya semua termometer, mempunyai acuan yang sama dalam
menetapkan skala. Yaitu, titik lebur es murni dipakai sebagai titik tetap bawah,
sedangkan suhu uap di atas permukaan air yang sedang mendidih pada tekanan
1 atm sebagai titik tetap atas.

4. Perbandingan skala
C : R : F = 100 : 80 : 180
C : R : F = 5 : 4 : 9
Dengan memperhatikan titik tetap bawah 00C = 00R = 320F, hubungan
skala C, R, dan F, dapat dituliskan sebagai berikut :
풕풐푪 =
ퟒ
ퟓ
ퟗ
ퟓ
풕풐푹 = (
풐
푭
풕 + ퟑퟐ)
풕풐푹 =
ퟓ
ퟒ
ퟗ
ퟒ
풕풐 = (
풐
푭
풕 + ퟑퟐ)
풕풐푭 =
ퟓ
ퟗ
(풕 − ퟑퟐ)풐푪 =
ퟒ
ퟗ
(풕 − ퟑퟐ)풐푹
Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah :
풕풐푪 = 풕 + ퟐퟕퟑ푲
Selain jenis termometer di atas, kita juga dapat menentukan skala suatu
termometer jenis lain. Skala termometer tersebut dapat dikonversikan ke skala
termometer lainnya berdasarkan titik tetap kedua termometer yang diambil dari
keadaan yang sama dan hasil pengukuran keduanya pada saat digunakan pada
benda yang sama. Misalnya, kita akan menentukan hubungan antara skala
termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap
atas Xa, sedangkan termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap
atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah
suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.
Misalkan, Tx adalah suhu benda yang terukur oleh termometer X dan Ty adalah
suhu benda yang terukur oleh termometer Y. Hubungan skala kedua termometer
tersebut dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut :

5. Dengan membandingkan perubahan suhu
dengan interval kedua titik tetap masing-masing
termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.
Keterangan:
Xa = titik tetap atas termometer X
Xb = titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu pada termometer X
Ya = titik tetap atas termometer Y
Yb = titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu pada termometer Y
B. Kalor
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang mengalir karena adanya
perubahan suhudan atau karena adanya suatu usaha pada sistem. Kalor
mempunyai satuan kalori, satu kalori didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan
oleh 1 gram air untuk menaikkan suhunya 10C. Dalam sistem SI, satuan kalor
adalah joule. Satu kalori setara dengan 4,18 Joule.
Besaran kalor (Q) secara matematis :
Q = m . c . Δt
Q = jumlah kalor, satuannya kalori atau joule (J)
m = massa benda, satuannya gram atau kilogram
c = kalor jenis, satuannya kalori/gr. C0
ΔT = perubahan suhu, satuannya C0
C. Pengaruh Kalor Terhadap Suatu Zat
Setiap ada perbedaan suhu antara dua sistem, maka akan terjadi
perpindahan kalor. Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem yang
lebih bersuhu rendah. Apa sajakah pengaruh kalor terhadap suatu sistem atau
benda?
1. Kalor dapat Mengubah Suhu Benda

6. Kalor merupakan salah satu bentuk energi , sehingga dapat berpindah dari
satu sistem ke sistem yang lain karena adanya perbedaan suhu. Sebaliknya,
setiap ada perbedaan suhu antara dua sistem maka akan terjadi perpindahan
kalor. Sebagai contoh, es yang dimasukkan ke dalam air yang berisi air
panas, maka es akan mencair dan air menjadi dingin. Karena ada perbedaan
suhu antara es dan air maka air panas melepaskan sebagian kalornya
sehingga suhunya naik (mencair).
2. Kalor dapat Mengubah Wujud Zat
Kalor yang diberikan pada zat dapat mengubah wujud zat tersebut.
Perubahan wujud zat tersebut ditunjukkan oleh oleh gambar berikut :
3. Kalor sebagai Transfer Energi
Kalor mengalir dengan sendirinya dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi
ke benda lain dengan suhu yang lebih rendah. Pendapat bahwa kalor
berhubungan dengan energi dikerjakan oleh sejumlah ilmuwan pada tahun
1800-an, terutama oleh seorang ilmuwan dari Inggris, James Prescott Joule
(1818 – 1889). Joule melakukan sejumlah percobaan yang penting untuk
menetapkan pandangan bahwa kalor merupakan bentuk transfer energi.

7. D. Hukum Kekekalan Energi Kalor (Asas Black)
Apabila dua zat atau lebih mempunyai suhu yang berbeda dan terisolasi
dalam suatu sistem, maka kalor akan mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi
ke zat yang suhunya lebih rendah. Dalam hal ini, kekekalan energi memainkan
peranan penting. Sejumlah kalor yang hilang dari zat yang bersuhu tinggi sama
dengan kalor yang didapat oleh zat yang suhunya lebih rendah.
Hal tersebut dapat dinyatakan sebagai Hukum Kekekalan Energi Kalor, yang
berbunyi :
Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut
Asas Black. Hal ini sebagai penghargaan bagi seorang ilmuwan asal Inggris yang
bernama Joseph Black (1728–1799)
E. Perpindahan Kalor
Kalor dapat berpindah dari tempat atau benda yang suhunya tinggi ke
tempat atau benda yang bersuhu rendah.
Ada tiga cara perpindahan kalor yang diketahui, yaitu :
1. Cara konduksi (hantaran)
2. Cara konveksi (aliran)
3. Cara radiasi (pancaran)
1. Konduksi
Sepotong logam yang dipanaskan salah satu ujungnya, ternyata beberapa
saat kemudian ujung yang lain akan menjadi panas juga. Kalor merambat
melalui batang logam tanpa ada bagian-bagian logam yang pindah bersama
kalor itu. Perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel zat seperti ini
disebut konduksi, perhatikan gambar dibawah ini:
Jika panjang batang = L, luas penampangnya = A dan selisih suhu kedua
ujungnya = ΔT, maka jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu dapat
dirumuskan:
푯 = 풌 . 푨 .
Δ푻
푳

8. Keterangan :
H = Q / t = jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan
waktu.
K = Koefisien konduksi termal (daya hantar panas).
A = Luas penampang.
ΔT = Selisih temperatur antara kedua ujung batang.
L = Panjang batang (atau tebal untuk benda yang
berbentuk pelat).
Konduksi kalor dapat dipandang sebagai akibat perpindahan energi kinetik dari
satu partikel ke partikel yang lain melalui tumbukan. Pada bahan logam,
terdapat elektron bergerak bebas. Elektron-elektron ini berperan juga di dalam
merambatkan energi kalor, karena itu bahan logam menjadi panghantar kalor
yang sangat baik, dan disebut konduktor.
2. Konveksi (aliran)
Istilah konveksi dapat digunakan untuk pemindahan kalor melalui fluida
(cair dan gas). Pada konveksi, kalor berpindah bersama-sama dengan
perpindahan partikel zat.
Contoh sederhana dapat kita jumpai pada waktu kita merebus(memanaskan
air). Perhatikan gambar dibawah ini :

9. Bagian air yang ada di bawah, menerima panas dari nyala api pemanas. Air
yang terkena api itu memuai dan massa jenisnya menjadi kecil. Karena massa
jenisnya kecil, bagian air ini naik dan tempatnya digantikan oleh air yang
masih dingin yang massa jenisnya lebih besar. Bagian air yang dingin ini
mendapatkan panas pula, lalu naik seperti bagian air yang seb elumnya.
Demikian seterusnya, air berpindah (mengalir) sambil membawa kalor.
Jumlah kalor yang mengalir tiap satuan waktu dapat dirumuskan :
푯 = 풉 . 푨 . Δ푻
H = jumlah kalor yang mengalir tiap satuan waktu
A = luas permukaan
T = perbedaan suhu
h = koefisien konveksi
3. Radiasi (pancaran)
Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor tanpa
memerlukan medium (zat antara). Misalnya,perpindahanpanas dari matahari
ke bumi. Walaupun matahari jauh dari bumi dan bagian terbesar di antaranya
hampa, energi matahari juga tiba di bumi dan diserap sebagai kalor. Besarnya
energi yang dipancarkan tiap satuan luas dan tiap satuan waktu, oleh Josep
Stefan (1835-1893) dapat dirumuskan sebagai berikut:
푾 = 풆 . 풔 . 푻ퟒ
Keterangan :
E = emisivitas benda (0<e<1).
T = suhu permukaan benda (dalam kelvin).
s = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 watt/m2 K4).
W = energi yang dipancarkan tiap satuan luas dalam satu
satuan waktu (J/s).
Emisivitas benda (e) merupakan besaran yang bergantung pada sifat permukaan
benda. Benda hitam sempurna (black body) mempunyai e = 1. Benda ini
merupakan pemancar dan penyerap kalor yang baik.

10. Daftar Pustaka
http://teguhsasmitosdp1.files.wordpress.com/2010/05/07_bab_61.pdf
http://www.ziddu.com/download/8975872/FIS-16_suhu_dan_kalor.pdf.html
http://110.138.206.53/bahanajar/modul_online/fisika/FISIKA_KELAS_X_PDF/B
ab%20VI%20Fisika%20I.pdf