Skala Temperatur TermodinamikaTemperatur (suhu) biasanya dikaitkan dengan tanggapan indera kita.

Warna yang dipancarkan pada benda akan berubah ketika temperaturnya

berubah. Skala pada termperatur akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan

lingkungan

Hubungan antara skala-skala temperatur tersebut dapat dituliskan sebagai :

T (C) = [T(F) 32] T (F) = T(C) + 32) T(K)=T(C)+273 . Satuan dari suhu adalah Kelvin, dan merupakan satuan yang telah

ditetapkan sebagai satuan Standar Internasional. Ada beberapa macam skala

yang digunakan sebagai satuan dan ukuran yang digunakan termometer dalam

mengukur suhu antara lain adalah : Celcius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin,

Rankine, Delisle, Newton, dan Rmer. Tetapi yang akan dibahas di dalam

makalah tersebut tidak semua skala-skala suhu.

Hukum Termodinamika Temperatur merupakan sifat sistem yang

menentukan apakah sistem akan benda dalam kesetimbangan termal dengan

sistem lain.menurut definisi, ketika dua sistem berada dalam kesetimbangan

termal, temperatur dua sistem itu adalah sama

Skala temperatur merupakan skala linier, sehingga hubungan antara

penujukan suhu benda menurut masing-masing Termometer merupakan

hubungan linier. Satuan suhu menurut sistem satuan internasional adalah kelvin

(K). T2 = a T1 + b Berdasarkan data titik beku dan titik didih air, dapat

diperoleh nilai a dan b. Sebagai suatu contoh : K = C + 273 F = 1,8 C + 32 RK

= 1,8 C + 492

Untuk melihat perbedaan skala dari ke empat skala tersebut, bisa dilihat pada

gambar berikut ini :

.

Berikut ini beberapa sejarah penemuan skala-skala termometer yanakan

dibahas satu per satu.

a. Skala Celcius

Anders Celsius lahir di Uppsala, adalah salah satu dari sejumlah besar

.ilmuwan (semua yang terkait) yang berasal dari Ovanker di provinsi

Hlsingland. Celcius, yang dikatakan telah sangat berbakat dalam matematika

sejak usia dini, diangkat menjadi profesor astronomi pada tahun 1730. Dia

memulai grand wisata, yang berlangsung selama empat tahun, pada 1732, dan

ia kunjungi selama tahun-tahun ini hampir semua european observatorium

terkenal hari, di mana ia bekerja dengan banyak astronom terkemuka abad ke-

18. Celcius partisipasi dalam ekspedisi ini membuatnya terkenal dan penting

dalam upaya untuk menarik perhatian pihak berwenang di Swedia menyumbang

sumber daya yang diperlukan untuk membangun observatorium modern di

Uppsala Dia berhasil, dan observatorium Celsius sudah siap pada 1741, yang

dilengkapi dengan instrumen yang dibeli selama perjalanan panjang di luar

negeri, terdiri dari alat yang paling modern pada saat itu teknologi.

Pada masa itu ukuran geografis, metereological pengamatan dan lain-lain,

tidak dianggap sebagai astronomi hari ini, termasuk dalam pekerjaan seorang

profesor astronomi. Dia membawa keluar banyak geografis pengukuran untuk

Swedia peta Umum, dan juga salah satu yang pertama untuk dicatat bahwa

tanah dari negara-negara nordic perlahan-lahan naik di atas permukaan laut,

sebuah proses yang telah berlangsung sejak mencairnya es dari zaman es

terbaru. Walaupun ia percaya, bahwa itu adalah air yang menguap.

Untuk dibangun metereological pengamatan ia terkenal di dunianya termometer

Celcius, dengan 0 untuk titik didih air dan 100 untuk titik beku. Setelah

kematiannya pada 1744 skala terbalik ke bentuk yang sekarang.

b. Skala Fahrenheit

Ada beberapa perdebatan mengenai bagaimana Fahrenheit memikirkan

skala temperaturnya. Ada yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik

nol (0 F) dan 100 F pada skala temperaturnya dengan cara mencatat

temperatur di luar terendah yang dapat ia ukur, dan temperatur badannya

sendiri. Temperatur di luar terendah ia jadikan titik nol yang ia ukur pada saat

musim dingin tahun 1708 menjelang tahun 1709 di kampung halamannya,

Gdnsk (Danzig) (-17.8 C). Fahrenheit ingin menghindari suhu negatif di mana

skala Ole Rmer seringkali menunjuk temperatur negatif dalam penggunaan

sehari-hari. Fahrenheit memutuskan bahwa suhu tubuhnya sendiri adalah 100 F

(suhu tubuh normal adalah mendekati 98.6 F, berarti Fahrenheit saat itu sedang

demam ketika bereksperimen atau termometernya tidak akurat). Dia membagi

skala normalnya menjadi 12 divisi, dan kemudian ke-12 divisi masing-masing

dibagi lagi atas 8 sub-divisi. Pembagian ini menghasilkan skala 96 derajat.

Fahrenheit menyebut bahwa pada skalanya, titik beku air pada 32 F, dan titik

didih air pada 212 F, berbeda 180 derajat.

.

Fahrenheit menghendaki agar semua temperatur yang diukur bernilai

positif. Karenanya, ia memilih 0 oF untuk temperatur campuran es dan air

garam (temperatur terdingin yang bisa dicapai air). Ketika mengukur temperatur

titik es dan titik uap, angka yang ditunjukkan pada skala Fahrenheit berupa

bilangan pecahan. Akhirnya beliau mengoprek lagi skalanya sehingga

temperatur titik es dan titik uap berupa bilangan bulat.Untuk skala Fahrenheit,

temperatur titik beku normal air (titik es) dipilih sebagai 32 derajat Fahrenheit

(32o F) dan temperatur titik titik didih normal air (titik uap) dipilih sebagai 212

derajat Fahrenheit (212o F). Di antara titik es dan titik uap

terdapat 180 derajat .

c. Skala Reamur

Skala Reamur adalah skala suhu yang dinamai menurut Rene Antoine

Ferchault de Reaumur, yang pertama mengusulkannya pada 1731. Titik beku air

adalah 0 derajat Reamur, titik didih air 80 derajat. Jadi, satu derajat Reamur

sama dengan 1,25 derajat Celsius atau kelvin. Skala ini mulanya dibuat dengan

alcohol, jadi termometer Reamur yang dibuat dengan raksa sebenarnya bukan

termometer Reamur sejati. Reamur 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).

Skala Reamur digunakan secara luas di Eropa, terutama di Perancis dan Jerman,

tapi kemudian digantikan oleh Celsius. Saat ini skala Reamur jarang digunakan

kecuali di industri permen dan keju.

d. Skala Kelvin

Penemu dari skala tersebut adalah Daniel Gabriel Fahrenheit. Fahrenheit

was born in 1680the Hanseatic city of Danzig (German).

Lord Kelvin adalah seorang fisikawan dan matematikawan Britania (1824

1907). Lahir dengan nama William Thomson di Belfast. Kelvin adalah orang

pertama yang mengusulkan skala mutlak dari suhu. Studinya terhadap teori

Carnot (teori tentang mesin ideal dengan efisiensi mendekati 100%)

menuntunnya ke ide bahwa kalor tidak pernah berpindah secara spontan dari

benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi, teori ini dikenal sebagai hukum

kedua termodinamika.

Pada skala Kelvin, tidak ada skala negatif karena titik beku air ditetapkan

sebesar 273 K dan titik didih air ditetapkan sebesar 373 K. Hal ini berarti suhu 0

K sama dengan 273 C. Suhu ini dikenal sebagai suhu nol mutlak. Para

ilmuwan yakin bahwa pada suhu nol mutlak, molekul-molekul diam atau tidak

bergerak. Dengan alasan inilah skala Kelvin sering digunakan untuk keperluan

ilmiah. Skala Kelvin merupakan satuan internasional untuk temperature.

e. Skala Newton

Skala suhu yang diciptakan oleh Isaac Newton sekitar 1700. Ia

melakukan percobaan-percobaan dengan meletakkan sekitar 20 titik rujukan

suhu mulai dari udara di musim dingin sampai arang yang membara di

dapur. Pendekatan ini dianggapnya terlalu kasar, sehingga ia merasa tidak

puas. Ia tahu bahwa banyak zat memuai jika dipanaskan, jadi ia menggunakan

minyak dan mengukur perubahan volumenya pada titik-titik rujukan suhunya. Ia

menemukan bahwa minyak itu memuai 7,25% dari suhu salju meleleh sampai

suhu air mendidih. Karena itu ia menempatkan derajat panas ke-0 pada salju

meleleh dan derajat panas ke-33 pada air mendidih. Ia menyebut alatnya

termometer.

f. Skala Delisle

Skala suhu yang dinamai menurut astronom Perancis Joseph-Nicolas

Delisle (16881768). Ia menciptakan satuan ini pada 1732. Skala ini mirip skala

Raumur. membuat sebuah termometer pada 1732 yang menggunakan raksa

sebagai cairan ukurnya. Ia menetapkan skala temperaturnya dengan titik beku

air sebagai 0 derajat dan titik didih air sebagai 100 derajat. Pada 1738, Josias

Weitbrecht (17021747) mengkalibrasi ulang termometer Delisle sehingga 0

derajat adalah titik beku air dan 150 derajat adalah titik didih air.

SkalaRomer

Skala suhu yang tidak digunakan lagi, dinamai menurut astronom

Denmark Ole Christensen Rmer yang mengusulkannya pada 1701.

Dalam skala ini, nol adalah titik beku brine dan titik didih air adalah 60 derajat.

Rmer kemudian mengamati bahwa titik beku air adalah 7,5 derajat, dan ini

juga diambil sebagai titik rujukan ketiga. Jadi satuan skala ini, satu derajat

Rmer, adalah 40/21 kelvin (atau derajat Celsius). Lambang satuan ini biasanya

R, namun untuk menghindari kerancuan dengan skala Rankine digunakan R

g. Skala Rankine

Skala suhu termodinamis yang dinamai menurut insinyur Skotlandia

William John Macquorn Rankine, yang mengusulkannya pada 1859.

Lambangnya adalah R (atau Ra untuk membedakannya dari Rmer dan

Raumur). Seperti skala Kelvin, titik nol pada skala Rankine adalah nol absolut,

tapi satu derajat Rankine didefinisikan sama dengan satu derajat Fahrenheit.

Konversi masing-masing skala termometer

Untuk mencari nilai suatu skala dari skala yang lain perlu adanya suatu

konversi yang sudah ada aturannya. Semua konversi memiliki aturan dan nilai

yang akan sama dengan nilai skala yang belum dikonversikan ke skala lainnya.

Selain itu kita juga mengetahui perbandingan antar skala. Sebagai berikut :

1. Skala Celcius : titik lebur = 0C dan titik didih = 100C

2. Skala Reamur : titik lebur = 0R dan titik didih = 80R

3. Skala Fahrenheit : titik lebur = 32F dan titik didih = 212F

4. Skala Kelvin : titik lebur = 273 K dan titik didih = 373 K

Berikut ini pengkonversian dari skala yang satu keskala yang lainnya.

Untuk konversi dari nilai skala Celcius

T=4/5 TR T=9/5 T+32 Untuk konversi tersebut bahwa dari skala reamur dan skala fahrenheit

bisa kita konversikan ke skala Celcius, maka nilainya akan sama dengan nilai di

skala Celcius .

Untuk konversi dari nilai skala Reamur

TR=5/4 T TR=9/4 T+32 Untuk konversi tersebut terlihat bahwa dari skala Celcius dan skala

Fahrenheit dapat dikonversikan ke skala Reamur, maka akan sama nilainya

dengan skala Reamur .

Untuk konversi dari nilai skala Fahrenheit

T=5/9 (T-32) T=4/9 (T-32)R Untuk konversi tesebut terlihat bahwa dari skala Celcis dan Reamur dapat

dikonversikan ke skala Fahrenheit, maka nilainya akan sama dengan nilai skala

pada Fahrenheit .

Untuk konversi dari nilai skala Celcius ke skala Kelvin

T=T+273K Untuk konversi tersebut, dari skala Celcius dapat kita ubah ke skala

Kelvin yang merupakan menjadi skala dan Satuan Internasional yaitu dengan

cara menambahkan 273 (+273), maka akan sama dengan nilai pada skala

Kelvin. Begitu juga sebaliknya, dari skala Kelvin ke skala Celcius dengan cara

mengurangi 273 (-273), maka akan sama nilainya dengan skala Celcius. Untuk

skala Reamur dan Fahrenheit jika dikonversikan ke skala Kelvin, bisa juga

secara langsung. Hal tersebut dapat dilakukan dengan melihat perbandingan

antara skala termometer.

Berikut ini kami tampilkan table-tabel konversi masing-masing skala

thermometer :

Skala yang diinginkan Formula

Celsius C = 273,15

Fahrenheit F = K 1,8 459,67

Rankine Ra = K 1,8

Delisle De = (373,15 K) 1,5

Newton N = (K 273,15) 33/100

Raumur R = ( K 273,15) 0,8

Rmer R = (K 273,15) 21/40 + 7,5

Rumus konversi suhu dari Celsius ke kelvin, Fahrenheit,

Reamur,Rankine,Delisle,Newton, Rmer.

Skala yang diinginkan Formula

Kelvin K = C + 273,15

Fahrenheit F = C 1,8 + 32

Rankine Ra = C 1,8 + 491,67

Delisle De = (100 C) 1,5

Newton N = C 33/100

Raumur R = C 0,8

Rmer R = C 21/40 + 7,5

Dari Fahrenheit

Rumus konversi suhu dari Fahrenheit ke Celsius,Kelvin,

Reamur,Rankine, Delisle,Newton,Rmer

Skala yang dinginkan Formula

Kelvin K =(F + 459,67)1,8

Celsius C = (F 32)/1,8

Rankine Ra = F + 459,67

Delisle De = (212 F) 5/6

Newton N = (F 32) 11/60

Raumur R = (F 32) / 2,25

Rmer R = (F 32) 7/24 + 7,5

Dari Rankine

Rumus konversi suhu dari Rankine ke Fahrenheit, Celsius,Kelvin,

Reamur,, Delisle,Newton, Rmer

Skala yang diinginkan Formula

Kelvin K = Ra / 1,8

Celsius C = Ra / 1,8+273,15

FahrenheitF =Ra459,67

DelisleDe =(671,67Ra)5/6

NewtonN =(Ra491,67)11/60

RaumurR =(Ra/1,8+273,15)0,8

Rmer R = (Ra 491,67) 7/24 + 7,5

Dari Delisle

Rumus konversi suhu dari Delisle ke Rankine, Fahrenheit,

Celsius,Kelvin, Reamur,Newton,Rmer

Skala yang diinginkan Formula

KelvinK = 33,15De2/3

CelsiusC = 100De2/3

FahrenheitF = 212De1,2

RankineRa = 671,67De1,2

NewtonN = 33 De0,22

RaumurR = 80De8/15

Rmer R = 60 De 0,35

Dari Newton

Rumus konversi suhu dari Newton ke Delisle, Rankine, Fahrenheit,

Celsius,Kelvin, Reamur,Rmer

Skala yang diinginkan Formula

KelvinK = N100/33+273,15

CelsiusC = N100/33

FahrenheitF = Nx60/11+32

RankineRa = N60/11+491,67

DelisleDe = (33N)50/11

RaumurR = N80/33

Rmer R = N 35/22 + 7,5

Dari Ramur

Rumus konversi suhu dari Reamur ke Newton,Delisle, Rankine,

Fahrenheit, Celsius,Kelvin,Rmer

Skala yang diinginkan Formula

KelvinK = R/0,8+273,15

CelsiusC = R/0,8

FahrenheitF = R2,25+32

RankineRa = R2,25+491,67

DelisleDe = (80R)1,875

NewtonN = R33/80

Rmer R = R 21/32 + 7,5

Dari Rmer

Rumus konversi suhu dari Rmer ke Reamur, Newton,Delisle, Rankine,

Fahrenheit, Celsius,Kelvin,

Skala yang diinginkan Formula

Kelvin K = (R 7,5) 40/21 + 273.15

CelsiusC = (R7,5)40/21FahrenheitF = (R7,5)24/7+32RankineRa = (R7,5)24/7+491,67DelisleDe = (60R)20/7NewtonN = (R7,5)22/35Raumur R = (R 7,5) 32/21

MAKALAH TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA

Skala Temperatur Termodinamika

OLEH :

Esa Adhmeilawati (061230401037)

Istiana Emiliana Vera (061230401041)

TAHUN AJARAN 2013/2014

Contoh soal :

1) Suatu benda menunjukan angka 20R, berapakah angka yang ditunjukan oleh skala Celsius dan Fahrenheit ?

Jawab :TR = 20RTC = 5/4 TR

= 25CTF = 9/5 TC + 32

= 68F

2) Didalam sebuah mesin karnot yang beroperasi dengan usaha awal sebesar 120 KJ/s dan menghasilkan usaha akhir 200 KJ/s,dimana beroperasi pada T1 = 300 0C.Tentukan Low Temperature pada sebuah proses tersebut ...?

Penyelesaian : Dik : Q1 = 120 KJ/s

Q2 = 200 KJ/s T1 = 300 0C + 273 = 573 K

Dit : T2 ...?Jawab :

240 T2 = 74490 T2 = 310,37 K T2 = 310,37 273

= 37,37 0C

Soal :4.10 Skala temperature termodinamika

1) Tunjukkan efisiensi yang ireversibel selalu kurang dari efisiensi mesin reversibel yang beroperasi antara temperatur yang sama !

Jawaban :Hukum termodinamika kedua meletakkan pembatasan pada operasi

peralatan siklus seperti yang diekspresikan oleh Kelvin-Plank (adalah tidak mungkin untuk sebuah alat/mesin yang beroperasi dalam sebuah siklus yang menerima panas dari sebuah reservoir tunggal dan memproduksi sejumlah kerja

bersih) dan Clausius (adalah tidak mungkin membuat sebuah alat yang beroperasi dalam sebuah siklus tanpa adanya efek dari luar untuk mentransfer panas dari media bertemperatur rendah ke media bertemperatur tinggi). Sebuah mesin kalor tidak dapat beroperasi dengan menukarkan panas hanya dengan reservoir tunggal, dan refrigerator tidak dapat beroperasi tanpa adanya input kerja dari sebuah sumber luar.

Dari pernyataan diatas kita dapat mengambil kesimpulan yang berhubungan dengan efisiensi termal dari proses reversibel dan irreversible

1. Efisiensi sebuah mesin kalor irreversibel selalu lebih kecil dari mesin kalor reversibel yang beroperasi antara dua reservoir yang sama.

2. Efisiensi semua mesin kalor reversibel yang beroperasi antara dua reservoir yang sama adalah sama.