MATERI SKALA TEMPERATUR TERMODINAMIKA
Di Susun Oleh : 1. Eliciah Furi Ningrum 2. Miftahul Jannah 3. M.Sabdian Harwanda
Dosen Pengajar : Ir.H.Muhammad Ir.H.Muhammad Yerizam,M.T
Skala Temperatur Termodinamika Formulasi Kelvin-Planck atau atau hukum termodinamika kedua menyebutkan bahwa adalah
tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu reservoir pada pada suhu tertentu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak semua proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan arahnya). Skala pada termperatur akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan. lingkungan. 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 termometer dalam mengukur suhu antara lain adalah : Celcius, Fahrenheit, Reamur, Reamur, Kelvin, Rankine, Delisle, Newton, dan Rømer. Tetapi yang akan dibahas di dalam makalah tersebut tidak semua skalaskala suhu. Berikut ini beberapa sejarah penemuan skala-skala termometer yang akan dibahas satupersatu.
a.SkalaCelcius 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. standar. Skala ini mendapat namanya dari ahli astronomi Anders Celsius (1701 –1744 1744)), yang pertama kali mengusulkannya pada tahun 1742.. 1742
b.Skala Fahrenheit Skala Fahreheit adalah salah satu skala suhu selain Celsius dan Kelvin Kelvin.. Nama Fahrenheit Fahrenheit diambil dari ilmuwan Jerman yang bernama Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Skala ini dikemukakan dikemukakan pada tahun t ahun 1724.Dalam skala ini, titik beku air air adalah 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
e
c.SkalaReamur
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.SkalaKelvin
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 didi h 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.SkalaNewton
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.SkalaDelisle
Skala suhu yang dinamai menurut astronom Perancis Joseph-Nicolas Delisle (1688 – 1768). Ia menciptakan satuan ini pada 1732. Skala ini mirip skala Réaumur. 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 (1702 – 1747) mengkalibrasi ulang termometer Delisle sehingga 0 derajat adalah titik beku air dan 150 derajat adalah titik didih air.
g. SkalaRomer
Skala suhu yang tidak digunakan lagi, dinamai menurut astronom Denmark Ole Christensen Rømer yang
mengusulkannya pada 1701.Dalam skala ini, nol adalah titik beku brine dan titik didih air
adalah 60 derajat. Rømer kemudian mengamati bahwa titik beku air adalah 7,5 derajat, dan ini juga diambil sebagai titik rujukan ketiga. Jadi satuan skala ini, satu derajat Rømer, adalah 40/21 kelvin (atau derajat Celsius). Lambang satuan ini biasanya °R, namun untuk menghindari kerancuan dengan skala Rankine digunakan °Rø
h.SkalaRankine
Skala suhu termodinamis yang dinamai menurut insinyur Skotlandia William John Macquorn Rankine, yang mengusulkannya pada 1859. Lambangnya adalah °R (atau °Ra untuk membedakannya dari Rømer dan Réaumur). 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 = 0°C dan titik didih = 100°C 2. Skala Reamur : titik lebur = 0°R dan titik di dih = 80°R 3. Skala Fahrenheit : titik lebur = 32°F dan titik didih = 212°F 4. Skala Kelvin : titik lebur = 273 K dan titik didih = 373 K
Beberapa Rumus Konversi setiap skala termometer : 1.Ringkasan Kriteria
kelvin
Celsius
Fahrenheit Rankine Delisle
Nol absolut
0K
-459,67 °F 0 °Ra 273,15 °C
Titik beku air
273,15 0 °C K
32 °F
491,67 °Ra
150 °De 0 °N
Suhu badan manusia
310,15 37 °C K
98,6 °F
558,27 °Ra
94,5 °De 12,21 °N 29,6 °Ré
26,93 °Rø
Titik didih air
373,15 100 °C K
212 °F
671,67 °Ra
0 °De
60 °Rø
2. Dari kelvin Skala yang diinginkan Formula
Celsius
°C = K − 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
Réaumur
°Ré = (K − 273,15) × 0,8
Rømer
°Rø = (K − 273,15) × 21/40 + 7,5
3. Dari Celsius 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
Réaumur
°Ré = °C × 0,8
Rømer
°Rø = °C × 21/40 + 7,5
559.73 °De
Newton Réaumur Rømer
-90,14 °N
33 °N
-218,52 °Ré
-135,9 °Rø
0 °Ré
7,5 °Rø
80 °Ré
4. Dari Fahrenheit Skala yang dinginkan Formula
Kelvin
K = (°F + 459,67) / 1,4
Celsius
°C = (°F − 32) / 1,8
Rankine
°Ra = °F + 459,67
Delisle
°De = (212 − °F) × 5/6
Newton
°N = (°F − 32) × 11/60
Réaumur
°Ré = (°F − 32) / 2,25
Rømer
°Rø = (°F − 32) × 7/24 + 7,5
5. Dari Rankine Skala yang diinginkan Formula
Kelvin
K = °Ra / 1,8
Celsius
°C = °Ra / 1,8 + 273,15
Fahrenheit
°F = °Ra - 459,67
Delisle
°De = (671,67 − °Ra) × 5/6
Newton
°N = (°Ra − 491,67) × 11/60
Réaumur
°Ré = (°Ra / 1,8 + 273,15) × 0,8
Rømer
°Rø = (°Ra − 491,67) × 7/24 + 7,5
6. Dari Delisle Skala yang diinginkan Formula
Kelvin
K = 373,15 − °De × 2/3
Celsius
°C = 100 − °De × 2/3
Fahrenheit
°F = 212 − °De × 1,2
Rankine
°Ra = 671,67 − °De × 1,2
Newton
°N = 33 − °De × 0,22
Réaumur
°Ré = 80 − °De × 8/15
Rømer
°Rø = 60 − °De × 0,35
7. Dari Newton Skala yang diinginkan Formula
Kelvin
K = °N × 100/33 + 273,15
Celsius
°C = °N × 100/33
Fahrenheit
°F = °N x 60/11 + 32
Rankine
°Ra = °N × 60/11 + 491,67
Delisle
°De = (33 − °N) × 50/11
Réaumur
°Ré = °N × 80/33
Rømer
°Rø = °N × 35/22 + 7,5
8. Dari Réaumur Skala yang diinginkan Formula
kelvin
K = °Ré / 0,8 + 273,15
Celsius
°C = °Ré / 0,8
Fahrenheit
°F = °Ré × 2,25 + 32
Rankine
°Ra = °Ré × 2,25 + 491,67
Delisle
°De = (80 − °Ré) × 1,875
Newton
°N = °Ré × 33/80
Rømer
°Rø = °Ré × 21/32 + 7,5
9. Dari Rømer Skala yang diinginkan Formula
kelvin
K = (°Rø − 7,5) × 40/21 + 273.15
Celsius
°C = (°Rø − 7,5) × 40/21
Fahrenheit
°F = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 32
Rankine
°Ra = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 491,67
Delisle
°De = (60 − °Rø) × 20/7
Newton
°N = (°Rø − 7,5) × 22/35
Réaumur
°Ré = (°Rø − 7,5) × 32/21
