2 of 37

PETA KONSEP

KALOR

Perubahan suhu

Perubahan wujud

Melepas kalor

Membeku

Mengembun

Deposisi

Memerlukan kalor

Mencair

Menguap

Menyublim

Perpindahan

Konduksi

Konveksi

Radiasi

3 of 37

INDRA PERABA TIDAK DAPAT DIGUNAKAN SEBAGAI ALAT PENGUKUR SUHU

Tangan tidak dapat dengan tepat digunakan sebagai alat pengukur suhu.

Alat pengukur suhu dengan tepat dan bersifat standar, dalam arti bisa dipakai secara internasional bernama termometer.

Dalam SI dinyatakan dalam Kelvin (K)

4 of 37

TERMOMETER SEBAGAI PENGUKUR SUHU ZAT

Termometer bekerja berdasarkan perubahan volume, yaitu zat memuai jika suhu zat naik dan zat menyusut jika suhu zat turun.

MEMBUAT TERMOMETER

Bagian-bagian Termometer

Pipa kaca yang berupa pipa kapiler

Zat cair pengisi termometer

Reservoir (tandon)

Skala

Tabung gelas

Skala Termometer

Termometer Celsius 🡪 Skala termometer Celsius berada di antara 1 – 100^oC.
Termometer Reamur 🡪 Skala termometer Reamur berada di antara 1 – 80 R.
Termometer Fahrenheit 🡪 Skala thermometer Fahrenheit berada diantara 32 – 212 F

5 of 37

MEMBUAT TERMOMETER

Bahan Termometer

Zat Cair

Air membasahi dinding kaca, sehingga meninggalkan titik-titik air pada kaca
Air tidak berwarna, sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya
Jangkauan suhu air terbatas (0 – 100^oC)
Perubahan volume air sangat kecil ketika suhu dinaikkan

Alasan air tidak digunakan untuk mengisi tabung termometer

6 of 37

Ciri-ciri termometer klinis

Termometer ini khusus digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia

Skala ukurnya hanya 35 – 42^oC dan menggunakan zat muai raksa (Hg)

Pada pembuluh termometernya terdapat bagian yang disempitkan dengan tujuan agar raksa yang sudah memuai tidak mudah turun dan pengukuran menjadi lebih akurat

Untuk mengembalikan raksa ke dalam tandon, termometer harus diguncang-guncangkan terlebih dahulu

Merupakan termometer maksimum karena hanya dapat mengukur suhu tertinggi saja

7 of 37

Ciri-ciri termometer maksimum-minimum Six-Bellani

Merupakan thermometer khusus karena hanya digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan terendah disuatu tempat

Skala ukurnya antara -20°C sampai 50°C

Menggunakan zat muai alcohol dan raksa, dilengkapi dengan keping baja sebagai penunjuk skala

Disediakan magnet tetap, untuk menarik keeping baja turun dan melekat pada raksa

8 of 37

Ciri-ciri termometer ruang

Untuk mengukur suhu ruangan

Menggunakan zat muai logam, tetapi ada pula yang menggunakan raksa

Ukuran tendon dibuat besar agar menjadi lebih peka terhadap perubahan suhu

Dipasang menggantung diruangan

Merupakan jenis termometer maksimum

9 of 37

Ciri-ciri termometer laboratorium

Digunakan untuk mengukur suhu dalam percobaan, penelitian atau pengukuran ilmiah lainnya

Menggunakan zat muai raksa

Skala ukurnya lebar, hingga dibawah nol

Terdapat jenis termometer laboratorium yang sengaja tidak diberi skala agar dapat digunakan untuk praktik penentuan skala

10 of 37

Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Zat Cair sebagai Termometer

RAKSA

Keuntungan	Kerugian
Mudah dilihat karena mengilap	Harganya mahal
Pemuaiannya teratur	Tidak dapat mengukur suhu sangat rendah (kurang dari -39^oC)
Tidak membasahi dinding kaca	Merupakan bahan beracun
Jangkauan suhunya cukup besar (-39^oC sampai 357^oC)

11 of 37

ALKOHOL

Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Zat Cair sebagai Termometer

Keuntungan	Kerugian
Harganya murah	Titik didihnya rendah (78^oC) sehingga tidak bisa mengukur suhu tinggi
Lebih teliti untuk perubahan yang sangat kecil karena pemuaiannya cukup besar	Tidak berwarna sehingga sulit dilihat
Titik bekunya rendah (-112^oC)	Membasahi dinding kaca

12 of 37

MEMBUAT TERMOMETER

Bahan Termometer

Zat Padat

Termometer bimetal

Termometer ini menggunakan bahan logam untuk menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan.

Termometer hambatan

Termometer ini dapat mengukur suhu di atas 1.000^oC. Hambatan listrik pada seutas kawat logam akan bertambah jika dipanaskan.

Termokopel

Permukaan yang berbeda antara dua logam yang kedua ujungnya disentuhkan akan menghasilkan gaya gerak listrik (ggl). Besar ggl ini yang dimanfaatkan oleh termokopel untuk menunjukkan suhu.

13 of 37

Termometer Gas

Termometer ini jarang digunakan, biasanya terdapat di laboratorium untuk kegiatan penelitian.
Banyak dipakai dalam kegiatan industri.

Termometer Optis

Pirometer

Pirometer bekerja dengan mengukur intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda yang sangat panas. Dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (500 – 3.000^oC).

Termometer inframerah

Cara menggunakan yaitu dengan menekan tombol sampai menunjuk angka tertinggi sambil mengarahkan sinar inframerah ke sasaran yang dituju. Sinar yang diarahkan ke logam akan memantul dan pantulan tersebut direspons oleh sensor penerima hingga termometer inframerah menunjukkan angkanya.

14 of 37

MEMBANDINGKAN SKALA CELSIUS DENGAN SKALA LAIN

Jenis Termometer	Titik Tetap		Selisih (jumlah skala)
Jenis Termometer	Bawah	Atas	Selisih (jumlah skala)
Celsius	0^oC	100^oC	100
Reamur	0^oR	80^OR	80
Fahrenheit	32^oF	212^OF	180
Kelvin	273 K	373 K	100

Keterangan:

t_c = skala yang ditunjukkan thermometer Celcius (°C)

t_R = skala yang ditunjukkan termometer Reamur (^oR)

t_F = skala yang ditunjukkan termometer Fahrenheit (^oF)

T = skala yang ditunjukkan termometer Kelvin

t_c : t_R : (t_F – 32) = 5 : 4 : 9

T = t_C + 273 atau t_R = T – 273

15 of 37

MEMBANDINGKAN SKALA CELSIUS DENGAN SKALA LAIN

Rumus perbandingan skala Celsius dengan skala lain

16 of 37

MEMBANDINGKAN SKALA CELSIUS DENGAN SKALA LAIN

Contoh Soal

17 of 37

Contoh Soal

18 of 37

PROSES PEMUAIAN ZAT PADAT, ZAT CAIR DAN GAS

Pemanasan batang logam 🡪 batang logam bertambah panjang
Partikel-partikel zat bergerak 🡪 dipanaskan 🡪 gerakan partikel semakin cepat dan saling menumbuk partikel di dekatnya 🡪 jarak antar partikel renggang 🡪 zat padat bertambah panjang

Proses Pemuaian Zat Padat

Proses Pemuaian Zat Cair

Memasak air 🡪 mendidih 🡪 air tumpah
Muai volume pada zat cair 🡪 berbeda tergantung besar koefisien muai volume

Proses Pemuaian Gas

Pemuaian gas terjadi jika gas mendapat kalor yang semakin besar
Contohnya pada balon yang terkena sinar matahari 🡪 gas/udara dalam balon memuai 🡪 balon meledak

19 of 37

PERCOBAAN SEDERHANA PADA PEMUAIAN ZAT CAIR DAN ZAT PADAT

Percobaan Pemuaian pada Zat Cair

Labu Erlenmeyer atau gelas ukur diisi zatcair kemudian dipanaskan
Tinggi permukaan zat cair akan naik 🡪 bukti bahwa zat cair memuai

Percobaan Pemuaian pada Zat Padat

Alat percobaan disebut Musschenbroek
Batang aluminium, tembaga dan besi pada Musschenbroek akan memuai ketika dipanaskan

20 of 37

PENGARUH PERBEDAAN KOEFISIEN MUAI ZAT

Pemuaian pada Zat Padat

Koefisien muai panjang: bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang zat padat jika suhunya dinaikkan 1^oC.

Pemuaian pada Zat Cair

Koefisien muai ruang / muai volume: bilangan yang menunjukkan pertambahan volume setiap satuan volume suatu zat jika suhu naik 1^oC.

Pemuaian Volume Gas

Koefisien muai ruang / muai volume: bilangan yang menunjukkan pertambahan volume setiap satuan volume suatu zat jika suhu naik 1^oC.

L₂ = L₁{1 + α (T₂ – T₁)}

V₂ = V₁{1 + γ (T₂ – T₁)}

21 of 37

PRINSIP PEMUAIAN DALAM TEKNOLOGI

Kabel listrik dan telepon kadang-kadang terlihat melengkung, kadang-kadang lurus

Pemasangan kaca jendela diberi celah pada kusennya.

Sambungan rel kereta api diberi celah.

Dua lintasan jalan beton pada jembatan disambung dengan batang-batang baja yang diberi celah di antaranya

Sebuah gelung (loop) didesain di dalam pipa besi. Gelung dibuat fleksibel sehingga memungkinkan pipa untuk memuai dan menyusut tanpa membengkokkan pipa.

Diameter ban besi dibuat sedikit lebih kecil dibandingkan diameter roda besi.

Mengeling pelat logam. Bimetal adalah dua keping logam yang berbeda angka muainya yang dikeling menjadi satu. Jika bimetal dipanaskan, bimetal akan membengkok ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil. Contoh penggunaan bimetal antara lain sakelar termal, termostat bimetal, dan termometer bimetal.

22 of 37

KALOR

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang lebih rendah jika kedua benda bersentuhan

Satu kalori (kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik 1^oC

1 kilokalori = 1kkal = 1000 kal

23 of 37

PENGARUH KALOR TERHADAP PERUBHAN SUHU DAN PERUBAHAN WUJUD ZAT

Kalor dapat Menyebabkan Kenaikan Suhu

Massa Zat

Semakin banyak massa suatu benda, semakin besar kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya
Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat sebanding dengan massa zat itu

Kalor jenis

Kalor jenis merupakan banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat itu sebesar 1^oC
Kapasitas kalor yaitu banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu zat itu 1^oC

24 of 37

PENGARUH KALOR TERHADAP PERUBHAN SUHU DAN PERUBAHAN WUJUD ZAT

Kalor dapat Menyebabkan Perubahan Wujud

Perubahan wujud yang memerlukan kalor

Melebur/mencair : perubahan wujud dari wujud padat menjadi cair
Menguap : perubahan wujuddari wujud cair menjadi gas
Menyublim : perubahan wujud dari wujud padat menjadi gas

Perubahan wujud zat yang melepaskan kalor

Membeku : perubahan wujud dari wujud cair menjadi padat
Mengembun : perubahan wujud dari wujud gas menjadi cair
Deposisi : perubahann wujud gas menjadi padat

25 of 37

PENGUAPAN

Penguapan merupakan perubahan wujud dari cair menjadi gasc

Memanaskan zat cair
Memperbesar luas permukaan zat cair
Mengalirkan udara kering dipermukaan zat cair
Mengurangi tekanan uap di permukaan zat cair

Penguapan dapat dipercepat dengan cara berikut:

26 of 37

MERANCANG DAN MEMBUAT PERALATAN SEDERHANA YANG MEMANFAATKAN PRINSIP KALOR

Tandon raksa thermometer dibungkus kain basah

Angka suhu lebih rendah

Penguapan air mengambil panas dari tendon raksa

Suhu tidak naik

Aliran udara membantu penguapan dengan membawa udara kering kepada termometer

27 of 37

ASAS BLACK DAN PENERAPANNYA

Joseph Black (1728-1799) melakukan percobaan yang menghasilkan teori bahwa ketika dua benda dengan suhu yang berbeda disentuhkan (dicampur), benda bersuhu lebih tinggi akan melepas kalor dan benda bersuhu lebih rendah akan menerima kalor

Bunyi Asas Black : “Banyaknya kalor yang dilepas benda bersuhu lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima bersuhu lebih rendah”

Q_lepas = Q_terima

m₁c₁(T₁ – T_a) = m₂c₂(T_a – T₂)

28 of 37

PERPINDAHAN KALOR

Konduksi untuk Zat Padat

Konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel zat

Contoh peristiwa konduksi :

Ketika mengaduk minuman panas dengan sendok logam, ujung sendok yang kita pegang terasa panas

Penggorengan yang terbuat dari logam biasanya memiliki egangan berbahan isolator. Jika tidak diberi pegangan dari bahan isolator (kayu atau plastic) saat memasak tangan kita terasa panas

Saat membeli bakso atau soto yang kuahnya panas, mangkuknya juga akan terasa panas

✓

Laju aliran kalor konduksi:

29 of 37

PERPINDAHAN KALOR

Konveksi untuk Zat Cair dan Gas

Konveksi adalah perpindahan kalor melalui zat yang disertai perpindahan partikel zat tersebut

Pada air

pemanasan air dalam ketel, sebagian terjadi karena konduksi melalui dinding ketel, sebagian lagi karena konveksi di dalam air itu sendiri sehingga air bisa mendidih seluruhnya
Proses peleburan logam bekas yang terbuat dari besi pada tungku peleburan logam (tanur)

Pada Udara

Terjadinya angin darat pada malam hari dan angin laut pada siang hari
Cerobong asap pabrik
Pengharum ruangan yang diletakkan pada penyejuk udara (AC) dapat tercium ke seluruh bagian ruangan

Contoh peristiwa konveksi

Laju aliran kalor konveksi

30 of 37

PERPINDAHAN KALOR

Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara

Contoh peristiwa radiasi

Menghangatkan badan di bawah sinar matahari pagi
Menghangatkan badan di dekat nyala api unggun
Menghangatkan badan di dekat nyala api dari tungku pemanas ruangan

Persamaan radiasi kalor

E = eσT⁴

Kecepatan total aliran kalor radiasi benda

31 of 37

SUHU TUBUH MANUSIA

Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh Manusia

Pada kondisi panas
Kelenjar keringat mensekresikan keringat
Rambut di kulit rebah untuk mencegah rambut memerangkap panas
Dinding pembuluh darah arteri relaksasi sehingga arteri melebar

Hal-hal yang dapat dilakukan untuk menurunkan suhu tubuh

Mengipas tubuh menggunakan kipas tangan atau kipas angin
Mengenakan pakaian tipis dan berbahan katun

Pada kondisi dingin
Keringat tidak dihasilkan
Otot di bawah kulit berkontraksi sehingga kantong rambut tegak (merinding)
Arteri yang membawa darah ke bawah permukaan kulit berkontraksi
Otot menerima pesan dari hipotalamus untuk menggigil

Hal-hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan suhu tubuh

Menggunakan selimut atau pakaian tebal
Memegang benda hangat

32 of 37

SUHU TUBUH MANUSIA

Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh Manusia

33 of 37

SUHU TUBUH MANUSIA

Mengukur Suhu Tubuh

Pengukuran yang diambil pada posisi tubuh berlainan akan memberikan hasil yang berbeda

Pengambilan suhu di dalam mulut 37^oC, di ketiak 36,5^oC, di rektum (anus) 37,5^oC

34 of 37

SUHU TUBUH HEWAN

Berdasarkan mekanisme pengaturan suhu tubuh, hewan dibedakan menjadi hewan eksoterm (berdarah dingin) dan endoderm (berdarah panas)

Hewan ektoterm menyerap panas dari lingkungan
Ektoterm: hewan yang suhu tubuhnya ditentukan oleh perubahan suhu lingkungan. Disebut juga sebagai hewan berdarah dingin
Untuk mendinginkan suhu tubuh:
Bersembunyi di liang dan membangun sarang yang memiliki aliran udara untuk menghindari konveksi panas
Berendam di air, tanah dingin, atau lumpur untuk menghindari konduksi panas
Berteduh atau masuk ke liang untuk menghindari radiasi panas

Sumber: pixabay.com/einszweifrei

35 of 37

SUHU TUBUH HEWAN

Berdasarkan mekanisme pengaturan suhu tubuh, hewan dibedakan menjadi hewan ektoterm (berdarah dingin) dan endoderm (berdarah panas).

Hewan eksoterm menyerap panas dari lingkungan
Untuk mendapatkan panas:
Membangun sarang yang kedap udara untuk mendapatkan panas secara konveksi
Berbaring di batu panas untuk mendapatkan panas secara konduksi
Berjemur untuk mendapatkan panas secara radiasi

36 of 37

SUHU TUBUH HEWAN

Berdasarkan mekanisme pengaturan suhu tubuh, hewan dibedakan menjadi hewan ektoterm (berdarah dingin) dan endoderm (berdarah panas).

Hewan endoderm mendapatkan panas dari proses metabolism

Endoderm: hewan yang mendapatkan sebagian besar panas tubuhnya melalui proses metabolisme. Sering disebut hewan berdarah panas.
Perilaku untuk mengatur suhu tubuh
Torpor (menurunkan suhu tubuh di bawah normal)
Hibernasi (torpor dalam jangka waktu lama)
Estivasi (torpor yang disebabkan oleh kekurangan makanan atau air selama musim panas)

37 of 37

Berdasarkan mekanisme pengaturan suhu tubuh, hewan dibedakan menjadi hewan ektoterm (berdarah dingin) dan endoderm (berdarah panas).

SUHU TUBUH HEWAN

Hewan endoderm mendapatkan panas dari proses metabolisme
Struktur tubuh untuk mengatur suhu tubuh
Burung memiliki bulu
Mamalia memiliki rambut
Burung dan mamalia memiliki lapisan lemak

Sumber : pixabay.com/MemoryCatcher

Kerjakan latihan pada buku IPA Terpadu SMP kelas VII jilid 1 (Tim Abdi Guru) halaman 209