Besaran Dan Satuan

BESARAN DAN SATUAN”

A.Besaran 

·Besaran Pokok dan Besaran Turunan

A. Besaran Pokok (Base Quantities)

Besaran yang digunakan dalam fisika dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok (Base Quantities) dan besaran turunan (Derived Quantities). Besaran pokok adalah besaran adalah besaran yang satuannya didefinisikan terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Besaran pokok (base Quantities) ada tujuh buah. Ketujuh besaran pokok tersebut dapat kamu lihat pada tabel berikut ini,

No	Besaran	Satuan	Lambang Satuan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	panjang massa waktu suhu kuat arus intensitas cahaya jumlah zat	meter kilogram sekon kelvin ampere kandela mol	m kg s K A cd mol

1.  Standar dan Alat Ukur Panjang
Panjang adalah jarak antara dua titik di dalam ruang. Menurut satuan SI, besaran panjang dinyatakan dalam meter. Satu meter sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Besaran panjang diukur dengan menggunakan mistar , stikmeter (meteran gulung), jangka sorong, dan mikrometer skrup. Adapun ketelitian dari masing masing alat tersebut adalah sebagai berikut :

• Mistar (ruler)  memiliki ketelitian 1 mm
• stikmeter (measuring tape) memiliki ketelitian 1 mm
• Jangka sorong (Vernier Calipers) ketelitiannya 0,1 mm
• Mikrometer Skrup (micrometer screw gauge) ketelitiannya 0,01 mm

2.  Standar dan Alat Ukur Massa
Massa suatu benda adalah banyak zat yang dikandung benda tersebut. Menurut satuan SI, satuan massa adalah kilogram (kg). Dalam kehidupan sehari hari, kita sering menggunakan istilah berat. Misalnya, berat badan Budi 55 kg. Menurut fisika ungkapan tersebut tidak tepat, karena 55 kg adalah massa badan Budi. Berat dalam fisika memiliki pengertian yang berbeda dengan berat dalam kehidupan sehari hari. Menurut fisika, berat adalah gaya yang dialami oleh suatu benda yang mempunyai massa yang diakibatkan karena adanya gaya tarik bumi. Sesuai dengan pengertian ini, maka berat suatu benda di tempat tempat yang berlainan mungkin berbeda beda tergantung besarnya gaya grafitasi di tempat tersebut.
Satu kilogram didefinisikan sebagai massa dari suatu silinder yang dibuat dari campuran platina-iridium yang disebut kiligram standar, yang disimpan di Lembaga berat dan ukuran Internasional di Paris, Perancis. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran massa adalah neraca. Terdapat beberapa jenis neraca, antara lain neraca duduk, neraca elektronik, dan neraca lengan.
3.  Standar dan Alat Ukur Waktu
Satuan standar untuk waktu adalah seko atau detik. Satu sekon didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran waktu antara lain arloji dan  stopwatch. 
4.  Standar dan Alat Ukur Suhu
Suhu merupakan derajat panas dinginnya suatu benda. Satuan standar untuk suhu adalah Kelvin. Satuan lain yang sering digunakan di Indonesia adalah derajat Celcius, sedangkan di Amerika dan Inggris pada umumnya menggunakan derajat fahrenheit. Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Untuk mengetahui lebih jauh tentang suhu, akan dibahas lebih rinci pada artikel berikutnya. 

B. Besaran Turunan (Derived Quantities)

Besaran turunan adalah besaran yang satuan satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Jumlah besaran turunan sangat banyak, semakin berkembangnya ilmu fisika, dimungkinkan akan muncul lagi besaran turunan yang baru. Contoh besaran turunan yang sekarang dikenal dapat kamu lihat pada tabel berikut ini.

No.	Besaran	Satuan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	luas volume kecepatan gaya massa jenis daya usaha	meter persegi meter kubik meter per sekon newton kilogram per meter kubik watt joule

Alat Ukur Besaran Turunan
Pada pembahasan alat ukur sebelumnya, seluruhnya termasuk alat ukur besaran pokok. Bagaimanakan mengukur besaran turunan? Saat ini banyak besaran turunan yang dapat diukur secara langsung, artinya sudah ada alat ukurnya. Misalnya, tekanan udara diukur dengan barometer, gaya diukur dengan dinanometer. dan volume air diukur dengan gelas ukur. Sementara itu untuk mengukur luas atau volume suatu benda yang bentuknya beraturan kita dapat menggunakan rumus matematika. Ayo buka lagi pelajaran Matematika SD yang sudah kamu pelajari. Lalu bagaimana jika benda yang akan kita ukur bentuknya tidak beraturan, misalnya saja batu? untuk mengukurnya kita dapat menggunakan gelas ukur. Oke deh sampai disini dulu ya pembahasannya, Selamat belajar, SUKSES !

Pengertian Satuan

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. Untuk melihat berbagai rumus dalam bab besaran dan satuan silakan klik Besaran berdasarkan arah dapat dibedakan menjadi 2 macam

1. Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah sebagai contoh besaran kecepatan, percepatan dan lain-lain.
2. Besaran sekalar adalah besaranyang mempunyai nilai saja sebagai contoh kelajuan, perlajuan dan lain-lain.

VEKTOR

BESARAN VEKTOR

A.Menggabungkan atau Menjumlahkan Besaran vektor

a.Secara Grafis

1.Metode Poligon

Penggabungan vektor secara poligon dilakukan dengan cara menggambar vektor-vektor yang digabungkan tersebut secara berurutan (diteruskan). Kemudian Vektor resultannya (R) digambar dengan menghubungkan titik awal sampai akhir.

2.Metode Jajaran genjang

Penggabungan vektor secara jajaran genjang dibuat dengan cara menggambar vektor-vektor yang akan digabungkan dari titik awal yang sama, kemudian buatlah garis sejajar vektor tadi (garis putus-putus) dari kedua ujung vektor yang digabungkan sehingga diperoleh titik potongnya. Terakhir gambarlah Vektor Resultannya dengan menghubungkan titik awal ke titik potong.

b.Secara Analitis (Perhitungan)

1.Jika arahnya sama

Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan menjumlahkan besar dari kedua vektor yang digabungkan.

                        R  = V₁  +  V₂

2.Jika arahnya berlawanan

Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan mengurangkan besar dari kedua vektor yang digabungkan (dihitung selisihnya).

                        R  = V₁  -  V₂

3.Jika saling mengapit sudut

Resultan dari vektor yang arahnya tidak sama dan tidak berlawanan atau arahnya saling mengapit sudut dihitung dengan menggunakan rumus sbb :

Contoh Soal :

1. Vektor F_a dan F_b berturut-turut 30 N dan 50 N. Berapa resultan kedua vektor tersebut jika :

a.kedua vektor searah !

b.kedua vektor berlawanan arah !

c.kedua vektor saling mengapit sudut 60° !

Diketahui :                  F_a = 30 N

                                    F_b = 50 N

Ditanyakan :    a) R = ................. ? (searah)

                        b) R = ................. ? (berlawanan arah)

                        c) R = ................. ?  α = 60°

a)R = F_a  +  F_b                                        b) R = F_a  -  F_b

R = 30  +  50                                            R = 30  -  50          

R =  80 N                                                 R = - 20 N

                                    (tanda – menyatakan arah R sama dengan Fb)

 2.        Vektor V = 400 N dengan arah 30°  terhadap arah horizontal.

      Tentukan  komponen vektor diatas pada sumbu X dan sumbu Y !

      Diketahui :      V = 400 N

      Ditanyakan :    V_x = .................. ?

                               V_y = .................  ?

                        V_x  =  V Cos α                                                            V_y  =  V Sin α

                        V_x  =  400 Cos 30°                                          V_y  =  400 Sin 30°

                        V_x  =  400 0,87                                                V_y =  400 0,5

                        V_x  =  348 N                                                    V_y  =  200 N

B.Menguraikan Besaran Vektor

Perhatikan vektor P pada gambar  dibawah !

Arah vektor P adalah ke kanan atas, vektor ini dapat diuraikan menjadi dua komponen yaitu (Px) ke kanan dan (Py) ke atas seperti pada gambar.

Contoh 1

Sebuah vektor P mempunyai besar 200 satuan  dengan arah membentuk sudut 30 ˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor diatas pada sumbu X dan pada sumbu Y ?

            Diketahui  :     P = 200 satauan

                                    α = 30˚

            Diatanya    :     Px  ..... ?

                                    Py .....  ?

            a.         Px = P Cos α                                       b.         Py = P Sin α

                        Px = 200 Cos 30˚                                            Py = 200 Sin 30˚

                        Px = 200 . 0,5√3                                             Py = 200 . 0,5

                        Px = 100 √3 satuan                                         Py = 100 satuan

Contoh 2

            Komponen dari vektor A pada sumbu X adalah 150 satuan. Bila vektor A mengapit sudut 60˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor A pada sumbu Y dan berapa pula besar vektor A tersebut ?

            Diketahui :      Ax = 150 satuan

                                    α = 60˚

            Ditanya :         Ay ..........  ?

                                    A ............. ?

            a.         A_x        = A Cos α                                            b.         A² = (A_x)² + (A_y)²

                        150      = A Cos 60˚                                                    300²     = 150² + (A_y)²  

                        150      = A . 0,5                                                          90000 = 22500 + (A_y)²

                        A         = 150 / 0,5                                                       (A_y)²    = 90000 - 22500

                        A         = 300 satuan                                                    (A_y)²    = 67500

                                                                                                             A_y       = √67500 satuan

C.Perkalian Besaran Vektor

1.Dot Produck (Perkalian vektor dengan vektor hasilnya skalar)

      Misalnya F(vektor gaya) dan S (vektor perpindahan), Jika kedua vektor   diatas dikalikan hasilnya akan berupa sebuah sekalar yaitu W (Usaha). Secara Matermatika Dot Produck dapat ditulis :

                                          V₁ . V₂   =   V₁.V₂  Cos α

2.Kros Produck (perkalian vektor dengan vektor hasilnya vektor)

      Misalnya F (vektor gaya) dan R (vektor posisi), jika keuda vektor tersebut dikalikan hasilnya akan berupa sebuah vektor baru yaitu  τ (Momen Gaya). Secara Matematika perkalian Kros Product dapat ditulis sbb :

                                          V₁  x  V₂   =   V₁.V₂  Sin α

Arah dari hasil perkalian vektor  dengan cara kros product dapat ditentukan dengan aturan putaran skrup, yaitu putaran skrup sama dengan arah putaran vektor melalui sudut terkecil sedangkan arah gerakan skrup menyatakan arah  vektor yang dihasilkan dari perkalian kros product.

Pengertian perpindahan panas konveksi, radiasi dan konduksi lengkap

Pernahkah anda berfikir apa yang menyebabkan air dalam panci diletakkan diatas kompor bisa mendidih? Tentu hal tersebut bisa terjadi karena adanya perubahan kalor (panas) dari kompor (api) menuju panci kemudian diteruskan ke air. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa suhu didih air adalah 100 derajat celcius, maka air baru akan mendidih setelah suhunya mencapai 100°C. Ada beberapa cara bagi kalor (panas) untuk berpindah yakni ada 3 cara, apa sajakah cara tersebut? Cara tersebut yakni: Konduksi, radiasi dan Konveksi.

Sebelum masuk lebih jauh sebenarnya apa sih yang dimaksud dengan kalor (panas) itu? menurut wikipedia, kalor atau panas atau "bahang" merupakan suatu bentuk energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu. Satuan Internasional untuk panas adalah Joule. Seperti air yang akan mengalir dari tempat tinggi menuju tempat yang rendah, panas (kalor) juga demikian. Panas (kalor) akan bergerak dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu lebih rendah. Ketika terdapat dua benda dengan suhu yang berbeda dan dicampurkan, misalnya saja air panas dengan air dingin maka keduanya akan menjadi air hangat. Hal ini terjadi karena jika air panas dan air dingin dicampurkan maka akan terjadi perpindahan kalor dari air panas menuju air dingin, perpindahan ini akan terus terjadi hingga tercapainya suhu seimbang yakni posisi dimana air menjadi hangat.

Didalam dunia kelistrikan kita mengenal yang namanya MCB (miniature circuit breker) cara kerja alat ini juga berdasarkan panas (thermal) dan elektromagnetik. Kembali ke judul artikel, berikut ini akan kita bahas bagaimana kalor (panas) dapat berpindah dengan cara Konduksi, Radiasi dan Konveksi.

1. Konduksi
Pada konduksi perpindahan energi panas (kalor) tidak di ikuti dengan zat perantaranya. Misalnya saja anda menaruh batang besi membara ke batang besi lain yang dingin. Anda tidak akan melihat besi membara itu bergerak namun tiba-tiba besi yang semula dingin akan menjadi panas. Atau
dengan contoh yang lebih simpel,

yakni satu logam panjang yang dipanaskan. Satu ujung logam panjang yang di beri nama A dipanaskan maka beberapa saat kemudian ujung yang lain (kita sebut ujung B) juga akan ikut panas. Pemanfaatan Konduksi dalam kehidupan sehari-hari sendiri bisa dengan mudah kita temukan, misalnya saja saat memasak air maka kalor berpindah dari api (kompor) menuju panci dan membuat air mendidih.

2. Radiasi
Merupakan proses terjadinya perpindahan panas (kalor) tanpa menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak membutuhkan zat perantara, contohnya anda bisa melihat bagaimana matahari memancarkan panas ke bumi dan api yang memancarkan hangat ke tubuh anda. Kalor dapat di radiasikan melalui bentuk gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang elektromagnetik. Radiasi juga dapat dikatakan sebagai perpindahan kalor melalui media atau ruang yang akhirnya diserap oleh benda lain. Contoh radiasi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat saat anda menyalakan api unggun, anda berada di dekat api unggun tersebut dan anda akan merasakan hangat. Satu lagi, pernahkah anda memegang candi prambanan di siang hari? Menurut anda apa yang membuat candi tersebut hangat saat siang hari? Ya karena mendapat radiasi panas dari matahari.

3. Konveksi
Merupakan perpindahan kalor (panas) yang disertai dengan berpindahnya zat perantara. Konveksi sebenarnya mirip dengan Induksi, hanya saja jika Induksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai zat perantara sedangkan konveksi merupakan perpindahan kalor yang di ikuti zat perantara. Contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat pada proses pemasakan air, apakah anda tau apa yang terjadi saat air dimasak? Saat air dimasak maka air bagian bawah akan lebih dulu panas, saat air bawah panas maka akan bergerak ke atas (dikarenakan terjadinya perubahan masa jenis air) sedangkan air yang diatas akan bergerak kebawah begitu seterusnya sehingga keseluruhan air memiliki suhu yang sama. Selain itu contoh konveksi yang lain juga dapat anda temui pada ventilasi ruangan dan cerobong asap.

Sekian semoga membawa manfaat bagi anda. Panas (kalor) memang sangat bermanfaat bagi manusia, namun jika tidak bisa dimanfaatkan dengan benar maka bisa saja justru bisa merugikan. Semua itu tergantung bagaimana cara kita menggunakan dan mengadakan. Jangan lupa baca pengertian Global warming (pemanasan global) dan bagaimana cara mengatasinya, yang juga masih seputar panas.

Terimakasih telah membaca !!!

Materi Suhu Dan Kalori

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada dasarnya kehidupan manusia selama ini tidak bisa terlepas dari yang namanya suhu dan kalor. Dalam kehidupan manusia yang selalu menjidak kalor sebagai alat untuk menjaga kestabilan manusia dalm menjalankan kehidupanya di muka bumio ini. Dialam modernisasi seperti ini aplikasi kalor dibidang teknologi mungkin tidak sulit anda temukan bahkan juga mungkin terdapat dirumah anda, yaitu lemari es, suatu mesin yang diantaranya mengubah suatu air menjadi es. Aplikasi perpindahan kalor di alam anda jumpai pada sirkuilasi udara di pantai. Pada siang hari bertiup angin dari laut menuju darat, disebut angin laut. Begitu pula sebaliknya pada malam hari bertiup angin dari darat menuju laut..Bagaimana air biasa menjadi es?, mengapa air laut bertiup Siang hari dan angin darat bertiup malam hari?.Hal-hal tersebut merupakan bagian-bagian daripada suhu dan kalor.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian suhu?

2.      Alat apakah yang disunakan untuk mengukur suhu?

3.      Apa saja macam-macam thermometer?

4.      Bagaimana cara membuat thermometer tersebut?

5.      Bagaimana cara mengubah skala suhu dari satu satuan ke satuan yang lainnya?

6.      Apa pengertian kalor dan adakan pengaruh kalor terhadap benda?

7.      Apa yang dimaksud Penguapan, Mendidih, Meleleh, dan Melebur?

8.      Bagaimanakah bentuk persamaan Kalor?

9.      Peralatan apa saja yang memanfaatkan sifat kalor?

C.    Tujuan

Adapun tujuan yang diharapkan oleh penulis dengan penulisan makalah ini adalah selain memenuhi TUGAS penunjang dalam mata kuliah Pendidikan IPA (Fisika) Di SD, juga dengan adanya makalah ini diharapkan dapat menambah wawasan pengetahuan mahasiswa dalam bidang fisika pada umumnya terutama materi tentang suhu dan kalor pada khususnya.

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

A.    SUHU

1.      Pengertian Suhu

Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Untuk mengetahui dengan pasti dingin atau panasnya suatu benda, kita memerlukian suatu besaran yang dapat diukur dengan alat ukur. Sebagai contoh apa yang kamu rasakan ketika kita minum es, dingin bukan, ketika kita merebus air, lama kelamaan air yang kamu rebus akan menjadi panas bukan setelah itu bisakah kita mengukur suhu? Bisakah tangan kita digunakan untuk mengukur panas atau dinginnya suatu benda dengan tepat? Kita tentu memerlukan cara untuk membedakan derajat panas atau dingin benda tersebut untuk itu kita perlu mengetahui cara untuk mengukur suhu secara akurat.

2.      Alat Pengukuran Suhu

                Alat untuk pengukur suhu disebut Termometer. Termometer pertama kali dibuat oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termemoter ini disebut termometer udara. Termometer udara terdiriu dari sebuah bola kaca yang dilengkapi dengan sebatang pipa kaca yang panjang , pipa tersebut dicelupkan kedalam cairan berwarna. Jika bola kaca dipanaskan, udara didalam pipa akan mengembang sehingga udara keluar dari pipa. Namun ketika bola didinginkan udara didalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik kedalam pipa. Termometer udara peka terhadap perubahan suhu sehingga udara saat itu segera dapat diketahui.

            Termometer dibuat berdasarkan prinsip perubahan volume. Thermometer yang tabungnya diisi dengan raksa kita sebut thermometer raksa. Thermometer raksa dengan skala Celcius adalah thermometer yang umum dijumpai dalam keseharian. Selain raksa terdapat pula termometer alkohol. Adapun perbedaan atau kelemahan dan kelebihan dari masing-masing thermometer yang dibuat dari Raksa atau alkohol adalah sebagai berikut:

a.       Keuntungan dan kerugian menggunakan termometer raksa

Keuntungan:

1)      Raksa mudah dilihat karna mengkilat.

2)      Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.

3)      Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.

4)      Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan-pekerjaan laboratorium (-40^o C sampai dengan 350^o C)

5)      raksa dapat panas secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

Kerugian

1)      raksa mahal.

2)      Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah ( seperti dikutub utara dan selatan)

3)      Raksa termasuk zat berbahaya sehingga ketika pecah akan membahayakan kulit.

b.      Keuntungan dan kerugian thermometer alkohol

Keuntungan:

1)      Alcohol lebih murah disbanding Raksa

2)      Alcohol lebih teliti karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alcohol mengalami perubahan volume yang lebih besar.

3)      Alcohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (seperti didaerah kutub yaitu – 112^o C)

Kerugian:

1)      Alcohol memiliki didih rendah yaitu 78^oC, sehingga pemakainya terbatas.

2)      Alcohol tidak berwarna sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar terlihat.

3)      Alcohol membasahi dinding kaca.

            Mengapa kita menggunakan cairan yang jarang kita jumpai dikehidupan kita sehari-hari seperti raksa dan alcohol? Mengapa kita tidak menggunakancairan yang sering kita jumpai seperti air? Air tidak digunakan untuk mengisi pipa thermometer karena 5 alasan berikut:

1)      Air membasahi dinding kaca

2)      Air tidak berwarna sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya

3)      Jangkauan suhu terbatas (0^oC sampai 100^oC)

4)      Perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya dinaikan.

5)      Hasil bacaan yang didapat kurang teliti karna air termasuk penghantar panas yang sangat  jelek.

3.      Macam-macam Termometer

            Ada beberapa thermometer yang kita kenal, yaitu thermometer laboratorium, thermometer ruang, thermometer klinis, dan thermometer Six-Bellani.

a.       Termometer Laboratorium

      Thermometer laboratorium dapat dijumpai dilaboratorium. Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Thermometer laboratorium menggunakan raksa atau alcohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan kedalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler). Kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh thermometer.

      Suhu pada thermometer laboratorium biasanya 0^oC sampai 100^oC. suhu 0^oC menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100^oC menyatakan suhu air sedang membeku.

b.      Termometer Ruang

Gambar Termometer Ruang

      Thermometer ruang dipasang pada tembok rumah atau kantor. Thermometer ini mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala thermometer ruang adalah -50^oC sampai 50^oC. mengapa menggunakan skala seperti itu? Karena suhu udara dibeberapa tempat bisa dibawah 0^oC misalnya di Eropa. Sementara pada sisi lain suhu udara tidak pernah melebihi 50^oC.

c.       Termometer Klinis

Gambar Termometer Klinis

      Thermometer klinis disebut juga thermometer demam. Thermometer ini biasanya digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu badan. Pada keadaan sehat suhu tubuh kita sekitar 30^oC namun pada keadaan demam suhu tubuh kita melebihi suhu tersebut. Suhu tubuh kita pada saat demam dapat melebihi 40^oC. skala suhu pada thermometer klinis hanya 35^oC sampai 43^oC. hal ini sesuai dengan keadaan suhu tubuh kita. Suhu tubuh kita tidak mungkin dibawah 35^oC dan melebihi 45^oC. thermometer klinis biasanya dijepit pada ketiak, tapi ada pula yang nempel didahi, dan ditempel dimulut. Ketika thermometer dijepit suhu tubuh kita membuat raksa naik dipipa kapiler. Raksa akan berhenti bila suhu raksa sudah sama dengan suhu tubuh kita dan kita tinggal membaca berapa suhu yang ditunjukkan oleh raksa.

d.      Thermometer  Six-Bellani

      Thermometer Six-bellani disebut juga thermometer maxsimum minimum. Thermometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan terendah pada jangka waktu tertentu.

4.      Cara Membuat Termometer

            Dalam pembuatan thermometer, Mula-mula ditetapkan dua patokan suhu yang selanjutnya disebut titik tetap. Titik tetap merupakan suhu ketika benda mengalami perubahan wujud, misalnya saat benda mencair dan mendidih. Suhu ketika benda mencair menyatakan titik tetap bawah, sedangkan suhu ketika kita mendidih menyatakan titik tetap atas kemudian diantara titik tetap tersebut dibuat skala-skala.

            Bilangan yang menyatakan titik tetap berbeda antara satu ilmuan dengan ilmuan lainnya.

            Celcius (1701-1744) membuat titik tetap bawah ketika es mencair dan titik tetap atas ketika air mendidih. Titik tetap bawah (suhu es mencair) ditetapkan sebagai suhu 0^o. Sementara titik tetap atas ( suhu air mendidih) ditetapkan sebagai suhu 100^o. Kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 100ᵒ yang sama panjang. Dengan demikian skala Celcius memiliki rentang suhu antara 0^oC sampai 100^oC. skala suhu seperti ini digunakan dibanyak Negara termasuk di Indonesia.

            Fahrenheit (1686-1736) memilih suhu campuran es dan garam ketika membeku sebagai titik tetap bawah. Titik tetap ini menyatakan 0^o. Sementara titik tetap atas dipasang bilangan 212^o, yaitu titik didih campuran tersebut. Berarti skala Fahrenheit memiliki rentang suhu antara 0^oF sampai 212^oF. kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 180^o yang sama panjang. Skala yang dibuat oleh Fahrenheit digunakan dibeberapa Negara termasuk Inggris dan Amerika Serikat.

            Reamur memilih titik 0^o untuk es yang mencair dan 80^o untuk air mendidih. Berarti skala reamur memiliki rentang suhu antara 0^oR sampai 80^oR.  kemudian jarak anatara dua titik tetap tersebut menjadi 80^o yang sama.

            Lord Kelvin (1824-1907) menyusun skala suhu dengan menggunakan ukuran derajat yang sama besar dengan derajat Celcius. Namun Kelvin menyatakan bahwa titik beku es adalah -273^oK, sedangkan titik didih air adalah 373^oC. dengan demikian 0^oC sama dengan suhu -273^oK sedangkan suhu 100^oC sama dengan suhu 373^oK. Suhu -273^oK disebut titik nol mutlak.

5.      Mengubah Skala Suhu

Pada skala Celcius terdapat 100 skala, pada skala Farenheit terdapat 180 skala, dan pada skala Reamur terdapat 80 skala. Perbandingan skala tersebut adalah

^oC : ^oF : ^oR = 5 : 9 : 4.

Untuk mengubah derajat satu skala menjadi derajat skala yang lain digunakan rumus:

Suhu Diketahui	Diubah Ke	Rumus Yang Digunakan
oC	oF	oF =   oC + 32
oF	oC	oC = (oF – 32)
oC	oR	oR =  oC
oR	oC	oC =  oR
oR	oF	oF =  oR + 32
oF	oR	oR =  (oF – 32)
oK	oC	oC = oK – 273
oC	oK	oK = oC + 273

B.     KALOR

1.      Pengertian Kalor

Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Sebelum abad ke – 17, orang beranggapan bahwa kalor merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai masa. Ternyata benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.

2.      Satuan kalor :

Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Joule menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan kalor yang umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan kalor. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan kandungan energi dalam bahan makanan. Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi 200 kalori dan sepotong daging memiliki kandungan energi 600 kalori. Nilai 1 kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya nai 1°C. Hubungan satuan kalori dengan joule adalah

1 kal = 4,2 J   atau   1 J = 0,24 kal           

3.      Pengaruh Kalor Terhadap Benda

a.       Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor merupakan energy yang diterima atau dilepaskan suatu benda. Kalor yang diterima suatu benda bisa berasal dari matahari, api, atau benda lain. Kalor yang diterima oleh benda dapat mengubah suhu benda. Ketika kalor diberikan kepada air, maka suhu air bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan makin banyak pula perubahan pada suhu air. Bila kalor terus diberikan, lama kelamaan air akan mendidih. Ketika air sudah mendidih suhu air tidak akan bertambah melainkan tetap. Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda.

Benda yang melepaskan kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan diatas meja akan melepaskan kalor keudara titik karena air panas melepaskan kalor, maka suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi air dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.

b.      Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Kalor menyebabkan perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat dan es batu. Cokelat yang kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Hal ini terjadi karena cokelat mendapat kalor dari tangan kita dan udara. Demikian juga dengan es batu yang diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu mencair karena pengaruh kalor dari udara. Ketika es batu dipanaskan maka lama-kelamaan es batu berubah menjadi air. Berarti es batu berubah wujud dari padat menjadi cair.

Logam seperti besi dan emas juga dapat berubah wujud bila mendapat panas. Hal ini terjadi misalnya ditempat peleburan logam.

Pada fenomena lain bila pemanasan berlangsung terus maka suatu saat air mendidih. Setelah mendidih cukup lama air seakan-akan lenyap. Disekitar panci banyak  terdapat uap air berarti air telah berubah wujud dari air menjadi gas. Dapat disimpulkan bahwa kalor dapat merubah wujud gas. Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor diantara :

1)      Perubahan wujud dari padat menjkadi cair dan sebaliknya. Contoh fenomena ini terjadi pada lilin yang sedang menyala.

2)      Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini terjadi pada peristiwa memasak air dan terjadinya fenomena hujan.

3)      Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya. Peristiwa ini terjadi pada kapur  barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus menjadi gas. Sedangkan benda gas yang berubah menjadi benda padat dicontohkan pada asap kenalpot. Asap nkenalpot berubah menjadi jelaga (benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam kenalpot.

4.      Menguap, Mengembun dan Mendidih

5.      Melebur dan Membeku

Melebur merupakan peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Sedangkan membeku adalah kebalikannya, yaitu perubahan bentuk zat dari cair menjadi padat.

Peristiwa melebur dan membeku sering kita jumpai dalam hidup kita, misalnya saja peristiwa meleburnya keju yang dipanaskan di atas wajan, es krim yang meleleh saat di tangan. Dan peristiwa membeku kita jumpai pada saat membuat es batu.

Untuk melebur, zat memerlukan kalor, dan pada waktu melebur suhu zat tetap. Sebaliknya untuk membeku, zat melepaskan kalor, dan pada waktu membeku, suhu zat tetap.

Kalor yang diperlukan  untuk meleburkan 1 Kg zat padat menjadi 1 Kg zat cair pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Sebaliknya, kalor yang dilepaskan pada waktu 1 Kg zat cair membeku menjadi 1 Kg zat padat pada titik bekunya dinamakan kalor beku. Jika banyaknya kalor yang diperlukan oleh zat yang massanya m Kg untuk melebur adalah Q Joule, maka kalor lebur (L) dapat kita tulis:

L = 

Dimana:

L = Kalor Lebur (J/Kg)

Q = Banyaknya kalor (J)

m = Massa (Kg)

Nilai kalor lebur Berbeda untuk zat yang berbeda, seperti digambarkan pada table berikut:

Zat	Titil Lebur (oC)	Kalor Lebur (J/Kg)
Air	0	336.000
Alcohol	-97	69.000
Raksa	-39	120.000
Aluminium	660	403.000
Tembaga	1.083	206.000
Platina	1.769	113.000
Timbale	327	25.000

6.      Persamaan Kalor

Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda. Misalnya kita memiliki dua panic yang identik. Panic pertama berisi 100 g air, sedangkan panic kedua berisi 50 g air. Suhu air dalam kedua panic tersebut sama. Bila kedua air ini dipanaskan, maka air 100 g memerlukan kalor lebih banyak dibandingkan air 50 g. Itu berarti kalor sebanding dengan massa.

            Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut maikin tinggi. Berarti kalor sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita merangkum semua factor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik adalah:

Q = m c Δt

Dimana:

Q = Banyaknya Kalor (J)

m = Massa (Kg)

c = Kalor jenis benda (J/Kg ^oC)

Δt = Perubaha suhu (^oC)

            Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1 ^oC. Beberapa contoh kalor jenis dari beberapa zat adalah sebagai berikut:

Zat	Kalor Jenis/c (J/Kg oC)
Timbel	128
Emas	129
Raksa	140
Tembaga	400
Besi	460
Baja	500
Kaca	700
Zat	Kalor Jenis (J/Kg oC)
Aluminium	900
Es	2100
Eter	2190
Alcohol (Etil)	2500
Air (15oC)	4200
Beton	800

7.      Perpindahan Kalor

a.       Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. COntoh sederhana dalam kehidupan sehari-hari misalnya, ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok untuk mengaduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut akan ikut panas. Panas dari air mengalir ke seluruh bagian sendok. Atau contoh lain misalnya saat kita membakar besi logam dan sejenisnya. Walau hanya salah satu ujung dari besi logam tersebut yang dipanaskan, namun panasnya akan menyebar ke seluruh bagian logam sampai ke ujung logam yang tidak ikut dipanasi. Hal ini menunjukkan panas berpindah dengan perantara besi logam tersebut.

b.      Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Perpindahan panas secara Konveksi terjadi melalui aliran zat. Contoh yang sederhana adalah proses mencairnya es batu yang dimasukkan ke dalam air panas. Panas pada air berpindah bersamaan dengan mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut kemudian menyebabkan es batunya meleleh.

c.       Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara. Untuk memahami ini, dapat kita lihat kehidupan kita sehari-hari. Ketika matahari bersinar terik pada siang hari, maka kita akan merasakan gerah atau kepanasan. Atau ketika kita duduk dan mengelilingi api unggun, kita  merasakan hangat walaupun kita tidak bersentukan dengan apinya secara langsung. Dalam kedua peristiwa di atas, terjadi perpindahan panas yang dipancarkan oleh asal panas tersebut sehingga disebut dengan Radiasi.

8.      Peralatan Yang Memanfaatkan Sifat Kalor

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai peralatan yang memanfaatkan sifat kalor diantaranya:

a.      Kulkas

Kulkas dimanfaatkan untuk mendinginkan atau mengawetkan makanan dan minuman. Daging, ikan, buah-buahan, dan coklat sebaiknya disimpan dikulkas agar lebih bertahan lama. Sementara air dan minuman disimpan dalam kulkas agar terasa segar saat diminum. Didalam ruang pembeku kulkas terdapat rangkaian pipa. Pipa ini bersambung dengan pipa diseluruh ruang pada kulkas. Dalam pipa terdapat Freon (zat yang mudah menguap). Freon cair dialirkan kedalam ruang pembeku dimana tekanan udara ditempat itu rendah. Karena tekana udara rendah maka Freon akan mudah menguap. Ketika menguap, freon mengambil kalor dalam makanan yang disimpan dalam ruang pembeku. Karna melepaskan kalor maka ruang pembeku menjadi dingin. Hal ini mirip dengan menetesnya spiritus atau alcohol pada kulit kita. Alcohol dengan cepat menguap sambil mengambil kalor dari tangan kita, akibatnya tangan menjadi dingin.

b.      Otoklaf

Beberapa jenis pekerjaan membutuhkan pemanasan hingga suhu melebihi 100ᵒC. untuk mendapatkan suhu ini orang memanfaatkan uap yang berasal dari air mendidih pada tekanan diatas 1 atm. Contohnya, pada proses vulkanisasi karet. Untuk membunuh bakteri pada peralatan kedokteran digunakan otoklaf. Dengan menggunakan alat ini maka dapat dicapai suhu diatas 100ᵒC sehingga bakteri pun mati.

c.       Alat penyulingan air

Benda lain yang memanfaatkan sifat kalor adalah alat penyuling air (destilasi). Alat penyulingan air dilengkapi dengan alat pendingin yang disebut kondensor. Didalam kondensor dialiri air dingin secara terus menerus menyelubungi pipa. Sementara pipa sendiri mengaliri uap-uap panas dari labu didih kebotol Erlenmeyer. Cara kerja alat penyulingan air dapat digambarkan sebagai berikut: mula-mula air dalam labu dipanaskan  hingga mendidih. Leher labu ditutup dengan gabus yang dilengkapi dengan thermometer. Uap panas yang terbentuk kemudian mengalir melalui pipa yang dilingkupi oleh alat pendingin (kondensor). Ketika melewati alat pendingin uap panas berubah menjadi tetes-tetes embun. Tetes-tetes embun ini kemudian mengalir kedalam botol Erlenmeyer. Dengan demikian kita mendapat air suling yang dapat diminum.

9.      Asas Black

Ketika kita memasukkan es batu kedalam air panas ternyata suhu air  turun. Suhu air itu turun karena air melepaskan kalor ke es batu. Sementara itu, es batu mencair atau berubah wujud karena mendapat kalor dari air panas. Berarti pada peristiwa ini salha satu benda melepaskan kalor, sedangkan benda yang lain menerima kalor. besranya kalor yang dilepas dan kalor yang diterima oleh benda yang bercampur pertama kali diketahui oleh Joseph Black (1720-1799), seorang ilmuan Inggris. Ia melakukkan serangkaian eksperimen dan mendapatkan hasil berikut:

a.       Bila dua benda bercampur maka benda yang panas akan memberikan kalor kepada benda yang dingin hingga suhu keduanya sama.

b.      Banyaknya kalor yang dilepas oleh benda yang panas sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh benda yang dingin

Pernyataan diatas dapat diringkas sebagai berikut: Kalor yang dilepas oleh suatu benda sama dengan kalor yang diterima benda lain. Pernyataan ini dikenal dengan Asas Black. Yang ditulis dengan pernyataan

Kalor Lepas = kalor terima

Q _lepas = Q _terima