Konversi Satuan Suhu, Suhu Titik Triple Air, Suhu Titik Uap dan Suhu Titik Es

Pembimbing: Sukarmin, M.Si., Ph.D.

Tujuan

Makalah ini disusun sebagai Tugas Kelompok dan guna mengembangkan kemampuan dibidang akademis mata kuliah Profesi Kependidikan

Disusun Oleh FKIP PMIPA Fisika 2013; Kelas A Semester IV:

Azhar UmamK2313012

Fakultas Keguruan dan Ilmu PendidikanUniversitas Sebelas MaretSurakarta2014A. Konversi Satuan SuhuKriteriakelvinCelsiusFahrenheitRankineDelisleNewtonRaumurRmer

Nol absolut0 K-273,15C-459,67F0 Ra559.73 De-90,14 N-218,52 R-135,9 R

Titik bekuair273,15 K0C32F491,67 Ra150 De0 N0 R7,5 R

Suhu badanmanusia310,15 K37C98,6F558,27 Ra94,5 De12,21 N29,6 R26,93 R

Titik didihair373,15 K100C212F671,67 Ra0 De33 N80 R60 R

Untuk mengukur temperature secara kuantitatif, perlu di definisikan semacam skala numeric. Skala yang paling banyak dipakai sekarang adalah skala celcius, kadang-kadang disebut skala centigrade. Di Amerika serikat, skala Fahrenheit juga umum digunakan. Skala yang paling penting di dalam sains adalah skala absolut, atau Kelvin. (Giancoli, Douglas C. 2001: 451)1. Skala Celsius Skala Celsius adalah suatu skala suhu yang didesain supaya titik beku air berada pada 0 derajat dan titik didih pada 100 derajat di tekanan atmosferik standar. Skala ini mendapat namanya dari ahli astronomi Anders Celsius (17011744), yang pertama kali mengusulkannya pada tahun 1742.2. Skala Fahreheit Nama dari skala Fahrenheit diambil dari ilmuwan Jerman yang bernama Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Skala ini dikemukakan pada tahun 1724.Dalam skala ini, titik beku air adalah 32 derajat Fahrenheit (ditulis 32 F) dan titik didih air adalah 212 derajat Fahrenheit. Negatif 40 derajat Fahreheit sama dengan negatif 40 derajat Celsius. Skala Fahrenheit banyak digunakan di Amerika Serikat.3. Skala RaumurSkala Raumur adalah skala suhu yang dinamai menurut Ren Antoine Ferchault de Raumur, yang pertama mengusulkannya pada 1731. Titik beku air adalah 0 derajat Raumur, titik didih air 80 derajat. Jadi, satu derajat Raumur sama dengan 1,25 derajat Celsius atau kelvin.Skala ini mulanya dibuat dengan alcohol, jadi termometer Raumur yang dibuat dengan raksa sebenarnya bukan termometer Raumur sejati. Raumur mungkin memilih angka 80 karena dapat dibagi-dua sebanyak 4 kali dengan hasil bilangan bulat (40, 20, 10, 5), sedangkan 100 hanya dapat dibagi 2 kali dengan hasil bilangan bulat (50, 25).4. Skala KelvinSkala Kelvin (simbol: K) adalah skala suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan untuk skala Kelvin adalah kelvin (lambang K), dan merupakan salah satu dari tujuh unit dasar SI. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika gerakan molekuler berhenti, dalam termodinamika), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16 dari suhu termodinamik triple point air (0,01C). Skala suhu Celsius kini didefinisikan berdasarkan kelvin.Rumus Konversi Suhua. b. Dari kelvin

c. Dari Celsius

d. e. Dari Fahrenheit

f. Dari Raumur

g. Dari Rankine

h. Dari Delisle

i. Dari Newton

j. Dari Rmer

Rumus Umum Konversi Suhu

Termometer x skala terendahxo, skala tertinggixi Termometer y skala terendahyo, skala tertinggiyi xt= suhu yg diukurtermometerx yt= suhu yg diukurtermometery

Sehingga dapat dirumuskan KriteriakelvinCelsiusFahrenheitRankineDelisleNewtonRaumurRmer

Titik bekuair273,15 K0C32F491,67 Ra150 De0 N0 R7,5 R

Titik didihair373,15 K100C212F671,67 Ra0 De33 N80 R60 R

Jangkauan100100180180150338052.5

Sehingga apabila disederhanakan menjadi :

B. Suhu titik triple air, suhu titik uap, dan suhu titik es.1. Titik tripel airDiagram fase secara umum. Garis titik-titik merupakan sifat anomali air

Titik tripel yaitu titik keseimbangan antara ketiga wujud padat-cair-gas.Titik kritis yaitu titik dimana gas di atas tekanan dan temperatur kritis tidak dapat dicairkan hanya dengan mengecilkan volumenya. Gas berwujud stabil.Kombinasi tunggal antara tekanan dan temperatur di mana air, es, dan uap air dapat berada bersama-sama dalam keadaan kesetimbangan yang stabil adalah tepat 273,16 K (0,01 C) dan tekanan parsial 611,73 pascal (sekitar 6,1173 milibar, 0,0060373057 atm). Pada titik tersebut, adalah mungkin untuk mengubah semua zat menjadi es, air, atau uap air hanya dengan membuat perubahan yang cukup kecil pada tekanan dan suhu sistem. Perlu diperhatikan bahwa, bahkan jika tekanan total sistem di atas 611,73 pascal, apabila tekanan uap air tetap 611,73 pascal, kita masih dapat membuat air berada dalam titik tripel.Air memiliki diagram fase yang tidak wajar dan kompleks, walaupun hal ini tidak memengaruhi pembahasan titik tripelnya. Pada temperatur yang tinggi, penambahan tekanan akan menghasilkan zat cair terlebih dahulu, barulah kemudian zat padat. (Di atas 109 Pa bentuk kristal es yang terbentuk lebih padat daripada zat cair.) Pada temperatur yang rendah dan kompresi, fase cair menghilang, dan air akan langsung berubah dari gas menjadi padat.Pada tekanan konstan di atas titik tripel, pemanasan es akan menyebabkannya berubah dari bentuk pada menjadi cair, kemudian gas (atau uap). Pada tekanan di bawah titik tripel (biasa terjadi pada luar angkasa), bentuk cair air tidak akan ada, sehingga ketika dipanaskan, es akan langsung menyublim menjadi gas.

Persetujuan bahwa juga menetapkan ukuran Kelvin sebagai perbedaan antara nol mutlak dari titik triple suhu air sebesar 1/273,16.Perhatikan bahwa kita tidak menggunakan tanda derajat dalam penyajian data menggunakan suhu Kelvin (bukan 300K), dan dibaca 300 Kelvin (bukan 300 derajat Kelvin). Aturan SI-pun berlaku dalam hal ini. Jadi 0,0035 K sebanding dengan 35mK. Tidak ada perbedaan penyebutan yang dibuat antara suhu Kelvin dan perbedaan suhu, sehingga kita dapat menulis, titik didih belerang adalah 717,8 K dan suhu air mandi ini dinaikkan sampai sebesar 8,5 K.Dalam sistem satuan internasional telah disepakati, bahwa titik acuan untuk temperatur adalah temperatur tripel air. Temperatur tripel air adalah temperatur air murni yang berada dalam keadaan setimbang termal dengan es dan uap air jenuhnya. Temperatur ini berharga 273,16 K (Kelvin) dan dapat direalisasikan dengan menggunakan sel tripel.Jika T = temperatur yang hendak diketahui, X = harga Thermometric Property pada temperatur yang hendak diukur, T1 = temperatur acuan yang dipilih, dan X1 = harga Thermometric Property pada temperatur acuan atau temperatur yang dipilih, maka dengan menggunakan temperatur titik tripel dapat diperoleh persamaan:

2. Suhu Titik Uap dan Titik EsTitik beku suatu zat didefinisikan sebagai temperature dimana fase padat dan cair ada bersama dalam kesetimbangan yaitu, tanpa adanya zat cair total yang berubah menjadi padat atau sebaliknya. Secara eksperimen, hal ini ditemukan terjadi hanya pada satu temperature tertentu saja, dan untuk tekanan tertentu. Dengan cara yang sama, titik didih didefinisiakn sebagai temperature dimana cair dan gas ada bersama dalam kesetimbangan, dan titik sublimasi didefinisiakn sebagai temperature dimana padat dan gas ada bersama dalam kesetimbangan. Karena titik-titik ini berubah terhadap tekanan, tekanan harus ditentukan (konstan) biasanya sebesar 1 atm. (Giancoli, Douglas C. 2001: 451)Air (H2O) dalam fase padat bentuk dan volumenya tidak berubah. Air dalam fase padat disebut es. Jika es dinaikkan temperaturnya, es mulai mencair dan akhirnya es berubah menjadi air semuanya. Dalam perubahan fase dari fase padat ke fase cair temperatur zat tetap dan disebut sebagai titik lebur. Kalor yang terlibat dalam perubahan fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini disebut kalor lebur. Sedangkan proses perubahan fase padat ke fase cair disebut mencair.Air (H2O) dalam fase cair disebut air. Air volumenya tetap tetapi bentuknya berubah-ubah sesuai dengan wadahnya. Jika air dinaikkan temperaturnya, maka air mulai mendidih dan berubah sifatnya menjadi uap air (H2O). Dalam perubahan fase dari fase cair ke fase gas temperatur zat tetap dan disebut sebagai titik uap. Kalor yang terlibat dalam perubahan fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini disebut kalor penguapan. Sedangkan proses perubahan fase cair ke fase gas disebut menguap.Proses sebaliknya adalah perubahan fase gas ke fase cair dan dari fase cair ke fase padat. Perubahan dari fase gas ke fase cair zat melepaskan kalor dan temperaturnya turun. Dalam perubahan fase ini dikenal titik embun dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut kalor pengembunan. Proses perubahan fase gas ke fase cair disebut mengembun.Sedangkan pada proses perubahan fase cair ke fase padat dikenal titik beku dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut sebagai kalor pembekuan. Proses perubahan fase cair ke fase padat disebut membeku.Jika kondisi alam memungkinkan, maka fase gas dapat berubah langsung ke fase padat atau sebaliknya. Perubahan dari fase gas ke fase padat disebut menyublim. Dalam peristiwa menyublim dikenal titik sublimasi dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut kalor sublimasi. Sedangkan perubahan dari fase padat ke fase gas disebut melenyap (ada orang yang menyebut menyublim). Dalam peristiwa melenyap dikenal titik lenyap (ada orang yang menyebut titik sublimasi) dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut kalor pelenyapan (ada orang yang menyebut kalor sublimasi).Dari uraian tersebut di atas dikenal temperatur tetap pada perubahan fase zat, yaitu:1. titik embun = titik uap2. titk lebur = titik beku dan3. titik sublimasi = titik lenyap.Dari uraian tersebut di atas juga dikenal istilah kalor laten, yaitu kalor yang diperlukan atau dilepaskan pada saat perubahan fase zat. Kalor laten tersebut adalah:1. kalor pengembunan = kalor penguapan2. kalor lebur = kalor beku dan3. kalor sublimasi = kalor pelenyapan.