Serba-serbi Terkait Suhu

 

1. Penggunaan plastik yang aman

Untuk alasan kepraktisan, seringkali kita menggunakan plastik untuk wadah makanan, termasuk makanan bersuhu tinggi. Namun, hanya plastik tertentu yang aman digunakan untuk wadah makanan panas.

Plastik memiliki 7 jenis yang ditandai dengan adanya kode pada plastik tersebut. Plastik yang paling aman untuk digunakan sebagai wadah makanan adalah plastik dengan kode nomor 5 atau kode PP. Plastik ini tahan terhadap suhu tinggi.

2. Proses fermentasi

Perubahan suhu juga terjadi pada proses fermentasi, misalnya pada proses pembuatan tape.

Karena Proses Fermentasi, Suhu Tape Ketan Meningkat

Pada proses tersebut, bakteri mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbon dioksida. Proses fermentasi menyebabkan terjadinya perubahan suhu. Suhu terbaik untuk melakukan proses fermentasi adalah 35°C–40°C.

3. Adaptasi Hewan dan Tumbuhan

a. Binatang yang hidup di daerah dingin pada umumnya berbulu tebal. Bulu yang tebal tersebut menjaga tubuh tetap hangat.

b. Unta mempunyai punuk yang berfungsi untuk menyimpan air sehingga tahan untuk tidak minum selama berhari-hari dan menjaga agar suhu tubuh tidak panas.

c. Jenis tanaman di pantai berbeda dengan jenis taman di gunung karena suhu di pantai lebih tinggi daripada suhu di puncak gunung.

Gambar (a) Beruang kutub memiliki bulu yang tebal (b) Unta memiliki punuk

Dalam kurun waktu 100 tahun ini, suhu bumi sudah naik ± 2°C. Kenaikan ini menyebabkan banyak masalah lingkungan, seperti iklim yang tidak menentu dan cuaca ekstrim. Keadaan ini disebut pemanasan global.

4. Partikel Zat Padat

Partikel-partikel zat padat selalu bergerak (bergetar). Gerakan partikel makin cepat sehingga memerlukan ruangan antara partikel yang lebih besar.

Susunan partikel zat

Jarak antara partikel makin besar, zat padat itu memuai, bertambah panjang, bertambah luas, dan akhirnya bertambah volumenya.   

5. Botol Kemasan

6. Tokoh Sains Anders Celcius

8. Tokoh Sains Lord Kelvin

9. Pengaruh Suhu dalam Kehidupan

Suhu adalah salah satu hal yang menjadi pertimbangan saat menggunakan berbagai benda di sekitar. Misalnya, ketika memasak, digunakan alat dari kayu atau alat dari aluminium yang dilapisi bahan tahan panas pada bagian pegangannya.

Penambahan suhu menyebabkan pemuaian, baik padat, cair, maupun gas. Oleh karena itu, pada pemanfaatan benda juga harus mempertimbangkan adanya pemuaian.

Rel Kereta Api

Sebagai contoh dalam pemasangan jendela, rel kereta api, rangka baja pada jembatan, dan penyimpanan makanan dalam bentuk cair. Apa yang akan terjadi seandainya menggunakan benda-benda di sekitar tanpa memperhatikan pengaruh suhu dan pemuaian yang akan terjadi akibat perubahan suhu tersebut?

10. Refleksi Diri

Berbagai macam zat yang ada di alam ini dapat diolah menjadi berbagai macam alat yang memudahkan aktivitas manusia dalam kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, Tuhan menciptakan berbagai jenis logam yang dapat diolah menjadi alat-alat rumah tangga. Pemanfaatan alat-alat rumah tangga tersebut harus mempertimbangkan suhu karena pada suhu yang berbeda membutuhkan alat yang berbeda.

Betapa lengkapnya ciptaan Tuhan Yang Maha      Esa  sehingga umat manusia dapat memenuhi kebutuhan hidupnya. Oleh karena itu, sudah menjadi kewajiban kita untuk selalu bersyukur kepada Tuhan    Yang Maha Esa. Salah         satu wujud syukur pada Tuhan dengan selalu menjaga alam ini dan menggunakan apa yang ada di sekitar kita sesuai dengan kebutuhan. 

Referensi:

Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.

Gambar:

IPA TERPADU: SMP/MTs Kelas VII oleh Anny Winarsih, Agung Nugroho, Sulityoso HP, M Zajuri,  Supliyadi, Slamet Suyanto. — Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008

Ilmu Pengetahuan Alam 1: SMP/MTs Kelas VII/ Waisi, Sugeng Yuli Iriyanto. — Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008

https://www.herwinlab.com/kenali-jenis-plastik-yang-anda-gunakan

Baca juga:

SUHU DAN PERUBAHANNYA
1	Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?
2	Bagaimana membuat skala suhu pada termometer?
3	Perubahan Akibat Suhu
4	Serba-serbi Terkait Suhu

Perubahan Akibat Suhu

 

Apa yang terjadi pada benda jika suhunya berubah? Salah satu perubahan yang terjadi pada benda adalah ukuran benda itu berubah. Jika suhu benda naik, secara umum ukuran benda bertambah. Peristiwa ini disebut pemuaian

1. Pemuaian Panjang Zat Padat

Zat padat dapat mengalami pemuaian. Gejala ini memang sulit untuk diamati secara langsung, tetapi seringkali kamu dapat melihat pengaruhnya. Misalnya, saat kamu menuangkan air panas ke dalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya gelas ini karena terjadinya pemuaian yang tidak merata pada gelas itu.

Pada  umumnya,  benda  atau  zat  padat  akan  memuai  atau  mengembang jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Pemuaian dan penyusutan itu terjadi pada semua bagian benda, yaitu panjang, lebar, dan tebal benda tersebut.

Jika benda padat dipanaskan, suhunya akan naik. Pada suhu yang tinggi, atom dan molekul penyusun logam tersebut akan bergetar lebih cepat dari biasanya sehingga logam tersebut akan memuai ke segala arah.

Rel kereta api dibuat bercelah

Para perancang bangunan, jembatan, rel kereta api dan jalan raya harus memperhatikan sifat pemuaian dan penyusutan bahan karena perubahan suhu. Rel Kereta Api umumnya dibuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan lainnya. Untuk itu, agar sambungan besi baja tidak melengkung karena memuai akibat terik panas matahari atau menyusut di malam hari, sambungan-sambungan besi baja tidak boleh dipasang saling rapat satu dengan lainnya. Harus ada rongga yang cukup di antara sambungan-sambungan itu.

Bimetal dibuat berdasarkan sifat pemuaian zat padat. Bimetal antara lain dimanfaatkan pada termostat. Prinsip kerja termostat sebagai berikut. Jika udara di ruangan dingin, keping bimetal pada Gambar akan menyusut, membengkok ke kiri, dan menyentuh logam biasa sehingga kedua ujungnya saling bersentuhan. Sentuhan antara kedua ujung logam itu menjadikan rangkaian tertutup dan menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat.

Jika untuk mengontrol ruangan berpendingin, cara kerjanya serupa. Saat ruangan mulai panas, termostat bengkok dan menghubungkan rangkaian listrik sehingga pendingin kembali bekerja.

Gambar  Alat Musschenbroek

Hasil percobaan dengan Alat Musschenbroek menunjukkan jika panjang logam mula-mula sama, untuk logam yang berbeda ternyata pertambahan panjangnya benda karena pemuaiannya juga berbeda. Besaran yang menentukan pemuaian panjang zat padat adalah koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang suatu zat padat  adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat itu jika suhunya dinaikkan 1⁰C .

Sebagai contoh, jika muai panjang  kaca       9 x 10^-6/⁰C  berarti jika 1 meter kaca suhunya  bertambah 1⁰C maka panjangnya bertambah  0,000009 meter.

Tabel tersebut di atas menunjukkan koefisien muai panjang beberapa bahan. Berdasarkan tabel tersebut, mengapa alat laboratorium menggunakan kaca  Pyrex?

Contoh penerapan:

Panjang aluminium pada suhu 30⁰C adalah 100 cm. Koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000025/⁰C, hitung panjang aluminium itu pada suhu 80⁰C !.

Apa yang diketahui?

L₀ = 100 cm

α = 0,000025/⁰C

Δ t = 80⁰C - 30⁰C = 50⁰C

Apa masalahnya?

Menentukan panjang pada suhu 80⁰C atau L_t

Bagaimana strateginya ?

Gunakan persamaan pemuaian

Bagaimana penerapannya?

L_t =   L₀ +   L₀  (α x Δ t)

    = 100 + 100 (0,000025 x 50)

   = 100,125 cm

Langkah penyelesaian:

Jadi, panjang aluminium pada suhu 80⁰C adalah 100,125 cm.

 

b. Pemuaian Luas dan Volume Zat Padat

Jika suatu benda berbentuk lempengan dipanaskan, pemuaian terjadi pada kedua arah sisi-sisinya. Pemuaian semacam ini disebut pemuaian luas. Pemasangan pelat-pelat logam selalu memperhatikan terjadinya pemuaian luas. Pemuaian luas memiliki koefisien muai sebesar dua kali koefisien muai panjang. Berdasarkan data dalam Tabel di atas, maka lempengan baja memiliki koefisien muai luas sebesar 0,000022/⁰C.

Bagaimanakah pemuaian yang dialami oleh kelereng dan balok besi jika kedua benda tersebut dipanaskan? Benda-benda yang berdimensi tiga (memiliki panjang, lebar, dan tinggi) akan mengalami muai ruang jika dipanaskan. Pemuaian ruang memiliki koefisien muai tiga kali koefisien muai panjang. Balok baja jika dipanaskan akan memuai dengan koefisien muai sebesar 0,000033/⁰C.

Pernahkah kamu menjumpai daun pintu tidak dapat ditutupkan pada bingkai pintunya? Kaca jendela tidak dapat masuk ke dalam bingkainya? Hal itu terjadi karena pemasangan daun pintu dan kaca jendela terlalu rapat dengan bingkainya sehingga ketika terjadi pemuaian atau penyusutan tidak tersedia lagi rongga yang cukup.

2. Pemuaian Zat Cair dan Gas

Sebagaimana zat padat, zat cair juga memuai jika dipanaskan. Bahkan, pemuaian zat cair relatif lebih mudah atau lebih cepat teramati dibandingkan dengan pemuaian zat padat.

Pemuaian zat cair

Gas juga memuai jika dipanaskan. Sifat pemuaian gas harus diperhatikan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika memompa ban sepeda jangan terlalu keras, seharusnya sesuai ukuran.

Pemuaian zat gas

Referensi:

Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.

Ilmu pengetahuan alam 1 : untuk SMP/MTs/ kelas VII Teguh Sugiyarto, Eny Ismawati — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. 

Baca juga:

SUHU DAN PERUBAHANNYA
1	Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?
2	Bagaimana membuat skala suhu pada termometer?
3	Perubahan Akibat Suhu
4	Serba-serbi Terkait Suhu

Bagaimana membuat skala suhu pada termometer?

Berapa suhu tubuh manusia sehat? Ya, kamu akan menjawab 37⁰C. Huruf C kependekan dari Celcius, salah satu contoh satuan suhu atau skala suhu.

Gambar Termometer

Saat ini, dikenal beberapa skala suhu, misalnya Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Tidakkah kamu penasaran, bagaimana membuat skala suhu pada termometer? Lakukan kegiatan berikut.

Mencoba Membuat Skala pada Termometer Zat Cair

Apa yang harus disiapkan?

1. Termometer raksa atau alkohol yang belum diberi skala suhu

2. Bejana A berisi es yang sedang melebur

3. Bejana B berisi air yang sedang mendidih

4. Pemanas spiritus

5. Spidol atau benang berwarna

Lakukan langkah-langkah berikut

1. Celupkan termometer dalam bejana A yang berisi es sedang melebur.

2. Tunggu beberapa saat. Setelah raksa dalam pipa termometer berhenti bergerak turun, tandai letak permukaan raksa dalam pipa dengan spidol atau benang! Tempat ini dinamakan titik tetap bawah. Beri angka pada titik itu, misalnya 0.

3. Panaskan air dalam bejana B dengan pemanas spiritus sampai air dalam bejana itu mendidih.

4. Celupkan termometer ke dalam bejana berisi air yang sedang mendidih.

5. Tunggu beberapa saat. Setelah raksa dalam pipa berhenti bergerak, tandailah letak permukaan raksa dalam pipa dengan spidol. Titik itu dinamakan titik tetap atas. Beri angka pada titik itu (tetapi lebih besar dari angka sebelumnya), misalnya 100.

6. Ukur jarak titik terbawah dengan titik teratas ini. Bagi jarak tesebut dalam bagian-bagian dengan jarak yang sama. Anggap jarak tiap bagian itu derajat suhuskala yang kalian buat (misalnya, skala Edo).

7. Kamu sudah membuat skala termometer sesuai skala buatan.

Kegiatan di atas merupakan metode yang dilakukan untuk menentukan skala pada termometer.

Rentang Skala Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin 

Dengan cara demikian juga, Celcius, Fahrenheit, dan Reamur membuat skala termometer. Kelvin merupakan skala suhu dalam SI. Skala Kelvin menggunakan nol mutlak, tidak menggunakan “derajat”. Pada suhu nol Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda.

Perbedaan antara skala itu adalah angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada skala termometer tersebut.

Perbandingan di atas dapat digunakan untuk menentukan konversi skala suhu. Sebagai contoh, konversi skala suhu dari Celcius ke Fahrenheit.

Sekarang, mari kita berlatih mengkonversi suhu

Sumber: Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.

Baca juga:

SUHU DAN PERUBAHANNYA
1	Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?
2	Bagaimana membuat skala suhu pada termometer?
3	Perubahan Akibat Suhu
4	Serba-serbi Terkait Suhu

  

Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?

 

Pada suhu berapa air mendidih? Pada suhu berapa air membeku? Pada suhu berapa dikatakan orang mengalami sakit demam? Suhu selalu dibicarakan dalam kehidupan sehari-hari. Indra perasa dapat merasakan panas dan dingin. Namun, apakah indra merupakan pengukur panas atau dingin yang handal?

Apakah indra perasa tangan dapat digunakan  mengukur suhu dengan handal?

Hasil kegiatan penyelidikan menunjukkan bahwa indra perasa memang dapat merasakan tingkat panas benda. Akan tetapi, indra perasa bukan pengukur tingkat panas yang andal.

Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan berbeda oleh tangan kanan dan kirimu. Jadi, suhu benda yang diukur dengan indra perasa menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang tidak dapat dipakai sebagai acuan.

Pada bagian ini, kita akan mempelajari suhu, cara pengukurannya, serta akibat perubahannya.

Pengertian Suhu

Suhu sebuah benda adalah tingkat (derajat) panas suatu benda. Benda yang panas mempunyai derajat panas lebih tinggi daripada benda yang dingin.

Alat Ukur Suhu

Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut termometer.

Jenis-jenis Termometer

A. Termometer Zat Cair

Secara umum, benda-benda di alam akan memuai (ukurannya bertambah besar) jika suhunya naik. Kenyataan ini dimanfaatkan untuk membuat termometer dari zat cair.

Gambar Termometer Zat Cair

Perhatikan Gambar termometer di atas. Cairan terletak pada tabung kapiler dari kaca yang memiliki bagian penyimpan (reservoir/labu).

Zat cair yang digunakan umumnya raksa atau alkohol jenis tertentu. Raksa memiliki keistimewaan, yaitu warnanya mengkilat dan cepat bereaksi terhadap perubahan suhu. Selain itu, raksa membeku pada suhu rendah (-38⁰C) dan mendidih pada suhu yang tinggi (lebih dari 350⁰C) sehingga dapat mengukur suhu pada rentang suhu yang lebar. Namun, raksa sangat beracun, sehingga berbahaya jika termometer pecah.  Alkohol untuk pengisi termometer biasanya diberi pewarna biru atau  merah. Rentang suhu yang dapat diukur bergantung jenis alkohol yang digunakan, contohnya:

• Toluen, dengan rentang -90⁰C hingga 100⁰C
• Ethyl alcohol, dengan rentang -110⁰C hingga 100⁰C

Alkohol tidak seberbahaya raksa dan mudah menguap, sehingga lebih aman digunakan sebagai pengisi termometer.

Termometer yang menggunakan zat cair

1. Termometer laboratorium

Bentuknya panjang dengan skala dari -10°C sampai 110°C menggunakan raksa, atau alkohol seperti ditunjukkan pada Gambar di atas.

2. Termometer suhu badan

Termometer suhu badan

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan manusia. Skala yang ditulis antara 35⁰C dan 42⁰C. Pipa di bagian bawah dekat labu dibuat sempit sehingga pengukuran lebih teliti akibat raksa tidak segera turun ke labu/reservoir.

B. Termometer Bimetal

Gambar Bimetal saat dipanaskan, bimetal melengkung

Perhatikan dua logam yang jenisnya berbeda dan dilekatkan menjadi satu pada Gambar diatas. Jika suhunya berubah, bimetal akan melengkung.

Gambar  Termometer bimetal, digunakan untuk pengukur suhu

Mengapa? Karena logam yang satu memuai lebih panjang dibanding yang lain. Hal ini dimanfaatkan untuk membuat termometer.

C. Termometer Kristal Cair

Gambar  Termometer kristal cair untuk mengukur suhu tubuh

Terdapat kristal cair yang warnanya dapat berubah jika suhu berubah. Kristal ini dikemas dalam plastik tipis, untuk mengukur suhu tubuh, suhu akuarium, dan sebagainya.

Sumber: 

Ilmu Pengetahuan Alam. SMP/MTs Kelas VII Semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Edisi Revisi Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.

Baca juga:

SUHU DAN PERUBAHANNYA
1	Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?
2	Bagaimana membuat skala suhu pada termometer?
3	Perubahan Akibat Suhu
4	Serba-serbi Terkait Suhu