Suhu
Air akan mulai membeku pada suhu 0° Celsius (di gambar ini suhu udara -17° C)
Suhu menunjukkan derajat
panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan
energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap
atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa
getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat
termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah
Celsius,
Reumur,
Fahrenheit dan
Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti:
- C:R:(F-32) = 5:4:9 dan
- K=C - 273.(derajat)
Karena dari Kelvin ke derajat Celsius, Kelvin dimulai dari 273 derajat, bukan dari -273 derajat. Dan derajat Celsius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin sama perbandingan nya dengan derajat Celsius yaitu 5:5, maka dari itu, untuk mengubah suhu tersebut ke suhu yang lain, sebaiknya menggunakan atau mengubahnya ke derajat Celsius terlebih dahulu, karena jika kita menggunakan Kelvin akan lebih rumit untuk mengubahnya ke suhu yang lain. Contoh: K=R 4/5X[300-273] daripada: C=R 4/5X27 Sebagai contoh:
Alat Ukur Suhu
- Artikel utama: Termometer
Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan
termometer. Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer yang berisi
air raksa atau
alkohol. Kata termometer ini diambil dari dua kata yaitu
thermo yang artinya panas dan
meter yang artinya mengukur (
to measure).
Tipe termometer
Beberapa tipe termometer antara lain:
Termometer yang sering digunakan
Termometer yang biasanya dipakai sebagai berikut:
Termometer bulb (air raksa atau alkohol)
- Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
- Berdasar pada prinsip suatu cairan volumenya berubah sesuai temperatur. Cairan yang diisikan kadang-kadang alkohol yang berwarna tetapi juga bisa cairan metalik yang disebut merkuri, keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan
- Ada nomor disepanjang tuba gelas yang menjadi tanda besaran temperatur.
- Keutungan termometer bulb antara lain tidak memerlukan alat bantu, relatif murah, tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk laboratorium kimia, dan konduktivitas panas rendah.
- Kelemahan termometer bulb antara lain mudah pecah, mudah terkontaminasi cairan (alkohol atau merkuri), kontaminasi gelas/kaca, dan prosedur pengukuran yang rumit (pencelupan).
- Penggunaan thermometer bulb harus melindungi bulb dari benturan dan menghindari pengukuran yang melebihi skala termometer.
- Sumber kesalahan termometer bulb:
- - time constant effect, waktu yang diperlukan konduksi panas dari luar ke tengah batang kapiler
- - thermal capacity effect, apabila massa yang diukur relatif kecil, akan banyak panas yang diserap oleh termometer dan mengurangi suhu sebenarnya
- - cairan (alkohol, merkuri) yang terputus
- - kesalahan pembacaan
- - kesalahan pencelupan
Termometer spring
- Menggunakan sebuah coil (pelat pipih) yang terbuat dari logam yang sensitif terhadap panas, pada ujung spring terdapat pointer.
- Bila udara panas, coil (logam) mengembang sehingga pointer bergerak naik, sedangkan bila udara dingin logam mengkerut pointer bergerak turun. Secara umum termometer ini paling rendah keakuratannya di banding termometer bulb dan digital.
- Penggunaan termometer spring harus selalu melindungi pipa kapiler dan ujung sensor (probe) terhadap benturan/ gesekan. Selain itu, pemakaiannya tidak boleh melebihi suhu skala dan harus diletakkan di tempat yang tidak terpengaruh getaran.
Termometer non kontak
Termometer infra merah, mendeteksi temperatur secara optik selama objek diamati, radiasi energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai suhu, dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisinya, temperatur objek dapat dibedakan.
Termometer elektronik
Ada dua jenis yang digunakan di pengolahan, yakni thermocouple dan resistance thermometer. Biasanya, industri menggunakan nominal resistan 100 ohm pada 0 °C sehingga disebut sebagai sensor Pt-100. Pt adalah simbol untuk platinum, sensivitas standar sensor 100 ohm adalah nominal 0.385 ohm/°C, RTDs dengan sensivitas 0.375 dan 0.392 ohm/°C juga tersedia.
Satuan Suhu
Pada skala
Celsius, 0 °C adalah titik dimana
air membeku dan 100 °C adalah
titik didih air pada tekanan 1
atmosfer. Skala ini adalah yang paling sering digunakan di dunia. Skala Celsius juga sama dengan Kelvin sehingga cara mengubahnya ke Kelvin cukup ditambahkan 273 (atau 273.15 untuk lebih tepatnya).
Skala
Fahrenheit adalah skala umum yang dipakai di
Amerika Serikat. Suhu air membeku adalah 32 °F dan titik didih air adalah 212 °F.
Sebagai satuan baku, Kelvin tidak memerlukan tanda derajat dalam penulisannya. Misalnya cukup ditulis suhu 20 K saja, tidak perlu 20° K.
Mengubah Skala Suhu
Cara mudah untuk mengubah dari
Celsius,
Fahrenheit, dan
Reamur adalah dengan mengingat perbandingan C:F:R = 5:9:4. Caranya, adalah (Skala tujuan)/(Skala awal)xSuhu. Dari Celsius ke Fahrenheit setelah menggunakan cara itu, ditambahkan
- 77 °F pada skala Celsius adalah 5/9 x (77-32) = 25
Kalor
Bahang dari
logam yang panas akan menyebar ke lingkungan di sekitarnya melalui
radiasi panas
Panas,
bahang, atau
kalor adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu.
Satuan SI untuk panas adalah
joule.
Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap
benda memiliki
energi dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari
atom-atom atau
molekul penyusunnya.
Energi dalam ini berbanding lurus terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandengan, mereka akan bertukar energi internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang tertukar. Kesalahan umum untuk menyamakan panas dan energi internal. Perbedaanya adalah panas dihubungkan dengan pertukaran energi internal dan kerja yang dilakukan oleh sistem. Mengerti perbedaan ini dibutuhkan untuk mengerti
hukum pertama termodinamika.
Radiasi
inframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam suhu ruangan atau di atasnya akan
memancarkan radiasi kebanyakan terkonstentrasi dalam "band" inframerah-tengah. (lihat
badan hitam).
Notasi
Ketika suatu benda melepas panas ke sekitarnya,
Q < 0. Ketika benda menyerap panas dari sekitarnya,
Q > 0.
Jumlah panas, kecepatan penyaluran panas, dan flux panas semua dinotasikan dengan perbedaan permutasi huruf
Q. Mereka biasanya diganti dalam konteks yang berbeda.
Jumlah panas dinotasikan sebagai
Q, dan diukur dalam joule dalam
satuan SI.

di mana
adalah banyaknya kalor (jumlah panas) dalam joule
adalah massa benda dalam kg
adalah kalor jenis dalam joule/kg °C, dan
adalah besarnya perubahan suhu dalam °C.
Kecepatan penyaluran panas, atau penyaluran panas per unit, ditandai

untuk menandakan pergantian per satuan waktu. Dalam
Unicode, adalah
Q̇, meskipun ada kemungkinan tidak dapat ditampilkan secara benar di seluruh browser. Diukur dalam unit
watt.
Flux panas didefinisikan sebagai jumlah panas per satuan waktu per luas area, dan dinotasikan
q, dan diukur dalam watt per meter
2. Juga biasanya dinotasikan sebagai
Q″ atau
q″ atau

Perubahan suhu
Jumlah energi panas,
ΔQ, dibutuhkan untuk menggantu suhu suatu material dari
suhu awal,
T0, ke
suhu akhir,
Tf tergantung dari
kapasitas panas bahan tersebut menurut hubungan:

Kapasitas panas tergantung dari jumlah material yang bertukar panas dan properti bahan tersebut. Kapasitas panas dapat dipecah menjadi beberapa cara berbeda. Pertama-tama, dia dapat dipresentasikan sebagai perkalian dari masa dan
kapasitas panas spesifik (lebih umum disebut panas spesifik:
- Cp = mcs
atau jumlah
mol dan kapasitas panas molar:
- Cp = ncn.
Molar dan kapasitas spesifik panas bergantung dari properti fisik dari zat yang dipanasi, tidak tergantung dari properti spesifik sampel. Definisi di atas tentang kapasitas panas hanya bekerja untuk benda
padat dan
cair, tetapi untuk
gas mereka tak bekerja pada umumnya.
Kapasitas panas molar dapat "dimodifikasi" bila perubahan suhu terjadi pada
volume tetap atau
tekanan tetap. Bila tidak, menggunakan
hukum pertama termodinamika dikombinasikan dengan persamaan yang menghubungkan
energi internal gas tersebut terhadap suhunya.