1. Dokumen ini membahas konsep temperatur dan pengukurannya menggunakan termometer. 2. Terdapat berbagai jenis termometer berdasarkan besaran termometris yang digunakan seperti termometer zat cair dan gas. 3. Pengukuran temperatur melibatkan konsep skala temperatur dan titik standar triple point air.

1. Pertemuan 4 KONSEP TEMPERATUR Dr. I Made Astra, M.Si Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

2. TERMOMETRI 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

3. Outline Suhu dan Hukum ke-Nol Termodinamika: Kesetimbangan termal, konsep temperatur, pengukuran temperatur, besaran termometric, jenis-jenis termometer berdasarkan besaran, termometricnya, temperatur gas ideal, penskalaan termometer, termokopel. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

4. Besaran fisis yang menentukan besar kecilnya ukuran panas suatu benda disebut temperatur Temperatur suatu sistem adalah sifat yang menentukan apakah sistem itu dalam keadaan setimbang termal dengan sistem lain atau tidak Termometer adalah alat pengukur temperatur Bagian dari termometer yang tergantung pada temperatur disebut bahan termometris , sedangkan besaran yang berkaitan disebut sifat termometris 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

5. Misalkan x adalah sifat termometris yang perubahannya sebanding dengan perubahan temperatur secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : T(x) = a x dengan : a : konstanta jenis bahan Untuk beberapa kondisi : T(x1) = a x1 T(x2) = a x2 Diperoleh : T(x1) x1 = T(x2) x2 Titik triple air {T(xs) = 273,16 K} dipergunakan sebagai titik standard, sehingga T(x) x = T(xs) xs Atau T(x) = 273,16 x / xs K a = 273,16 / xs 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

6. Macam-macam Termometer Termometer zat cair dalam gelas Termometer gas dengan volume tetap Termometer tahanan listrik Pirometer optik Termokopel 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

7. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | SKALA TEMPERATUR F K R C Titik uap Titik es CO2 padat Nol Mutlak 373 273 195 0 100 0 -78 -273 672 492 351 0 212 32 -109 -292

8. Konsep Panas Panas Besaran yang tak terdefinisikan A B B A T2 T1 Ta Terjadi aliran panas/Perpindahan panas 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

9. Count Rumford (1753 – 1814) Sir James Prescolt Joule (1818 – 1889) Aliran panas adalah perpindahan energi Jumlah energi yang berpindah dalam kurun waktu tertentu disebut kuantitas panas (Q) Satuannya : Kalori Definisi : 1 Kalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 C dari temperatur 14.5 C menjadi 15.5 C pada tekanan 1 atm “ kalori 15 ” o o o 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

10. Kuantitas panas (Q) yang harus diberikan kepada benda bermassa m untuk mengubah temperaturnya dari T1 menjadi T2 adalah : Kapasitas panas jenis tiap bahan bisa berubah akibat perubahan temperatur Dalam daerah temperatur dimana c dapat dianggap konstan berlaku : Q = m c (T2 – T1) Namun 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

11. Kapasitas Panas Jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu benda dibagi besar perubahan termal yang dicapai. Secara matematis dapat ditulis : Kapasitas Panas Jenis Perbandingan panas dQ terhadap hasil kali massa m dan perubahan temperatur 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

12. Perubahan fase Panas Laten (L) : Banyaknya panas persatuan massa benda pada waktu terjadi perubahan fase. Bentuk Matematisnya : Q = m L Q Q Perubahan fase 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

13. uap menguap cair mencair padat Q5 Q3 Q2 Q1 Tu T2 Tc T1 DIAGRAM FASE T t Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q4 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

14. "Panas yang dilepas sama dengan panas yang diterima Sehingga : AZAS BLACK Ta T2 Q2 T1 Q1 Q1 = Q2 m1 c1 (T1-Ta) = m2 c2 (Ta – T2) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

15. Perpindahan Panas Konduksi Konveksi radiasi 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

16. Konduksi T2 T1 A  x T1 ≠ T2  x <<<< dx  T dT DiPeroleh : 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

17. Perpindahan panas melalui batang penghantar yang diisolasi L suhu konstan T1 T1> T2 aliran panas suhu konstan T2 Diperoleh : 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

18. 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Perpindahan panas lewat dinding berlapis H2 Tx T2 L2 T1 L1 H1 H Dirumuskan : Bila terdiri n lapis :

19. PERPINDAHAN PANAS LEWAT SILINDER L a b T1 T2 T1 > T2 Diperoleh : 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

20. a b R T2 T1 Perpindahan panas pada bola Diperoleh : T1 > T2 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

21. Perpindahan panas akibat bahannya sendiri berpindah Konveksi Rumit, disebabkan tergantung pada : Bentuk permukaan (melengkung, horisontal, vertikal) Jenis fluida yang berhubungan Karakteristik fluida (rapat massa, viskositas, panas jenis, konduktivitas termal Kecepatan fluida (lambat laminer, cepat turbulen) keadaan fluida (penguapan, pengembunan, pembentukan lapisan) Bentuk umum matematisnya : H = h . A .  T 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

22. TABEL KONVEKSI ALAMIAH PADA TEKANAN 1 ATM -4 1/4 -4 -4 -4 1/4 1/4 1/4 o 2 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | NO ALAT h (kal/detcm C) 1 Plat horisontal 0.595 . 10 (  T) 2 Plat horisontal 0,314 . 10 (  T) 3 Plat vertikal 0,424 . 10 (  T) 4 Pipa horisontal/vertikal 1,00 . 10 (  T/D)

23. RADIASI Pancaran energi secara terus menerus dari permukaan suatu benda Banyaknya pancaran energi persatuan luas dari suatu permukaan benda dirumuskan sebagai : R = e σ T Rnetto = e σ T1 - e σ T2 = e σ (T1 - T2 ) 4 4 4 4 4 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

24. Elemen-elemen iklim Iklim Makro Merupakan keseluruhan keadaan meteorologi khusus di atmosfir dan berhubungan dengan lingkungan yang besar, seperti negara, benua, lautan, pulau dan kepulauan Iklim Mikro Merupakan suatu iklim yang berada dalam ruang terbatas, seperti kota, taman, bangunan dan ruang Jadi pembangunan suatu kawasan atau bangunan berarti menciptakan suatu kondisi iklim mikro pada kawasan atau bangunan tersebut 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

25. Faktor-faktor yg mempengaruhi temperatur pada permukaan Warna Kapasitas panas Konduktivitas panas Radiasi panas 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

26. Besaran fisis yang mempengaruhi kenyamanan thermal Temperatur udara Radiasi Pergerakan udara Kelembaban Kombinasi temperatur udara, kelembaban dan kecepatan angin yang membentuk temperatur nyaman dikatakan sebagai Temperatur Efektif 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

27. Temperatur udara Radiasi Kelembaban udara Kecepatan udara Tingkat kegiatan berkaitan dng metabolisme tubuh Pakaian yang dikenakan Standard kenyamanan thermal (ISO 7730) : The adaptive model : Kenyamanan thermal sangat dipengaruhi oleh adaptasi masing-masing individu terhadap temperatur luar sekitarnya. (Humpreys and Nicol) 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

28. Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi Energi pada Bangunan Gedung Sejuk nyaman 20.5 C – 22.8 C ET Temperatur nyaman optimal 22.8 C – 25.8 C ET Hangat nyaman 25.8 C – 27.1 C ET o o o o o o 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

29. Kenyamanan Thermal Kenyamanan thermal tidaklah dapat diartikan sebagai suatu besaran yang tetap, tetapi merupakan ambang batas relatif yang menunjukkan pada kondisi tersebut terasa nyaman 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

30. Faktor-faktor kenyamanan thermal 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | Faktor Fisiologis Faktor Perantara Faktor Fisik Makanan Pakaian Temperatur Udara Ras Bangsa Aktivitas Temperatur Dinding Umur Penyesuaian Kelembaban Jenis Kelamin Musim Gerakan Udara Kondisi Tubuh Jumlah Pemakai Tekanan Udara Situasi Lingkungan Psiko Faktor Komposisi Udara Listrik Udara Pengaruh Akustik Pengaruh Massa

31. DIAGRAM KENYAMANAN OLGYAY 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id |

32. TERIMA KASIH 02/02/11 © 2010 Universitas Negeri Jakarta | www.unj.ac.id | SELAMAT BELAJAR