Konsep Suhu

            Suhu merupakan derajat panas dari suatu benda. Dari sentuhan telapak tangan, kita dapat menyusun urutan benda-benda berdasarkan derajat panasnya dari benda A, B, dan C, kita dapat memutuskan bahwa B lebih panas dari A, C lebih panas dari B. Kita dapat menyatakan bahwa suhu yang paling tinggi adalah C, dan yang paling rendah adalah A. Jadi, konsep suhu berasal dari perasaan kita.

Temperature

            Kita dapat merasakan panas atau dingin suatu benda dengan menyentuhnya. Akan tetapi, apakah perasaan kita dapat menyatakan suhu benda dengan tepat? Percobaan sederhana ini pertama kali disarankan oleh John Locke pada tahun 1960. Mula-mula kita celupkan tangan kiri pada ember yang berisi air dingin dan tangan kanan pada ember yang berisi air hangat selama kira-kira 30 detik. Yang dimaksud air hangat di sini adalah air yang paling panas yang dapat ditahan oleh kulit tangan ita selama kira-kira 30 detik. Dengan cepat pindahkan kedua tangan kita ke dalam ember ketiga yang berisi air yang suhunya di antara air dingin dan hangat. Air terasa lebih sejuk untuk tangan kanan dan lebih hangat untuk tangan kiri.

Hasil percobaan diatas menunjukkan perasaan kita keliru menilai suhu. Selain itu, jangkauan perasaan kita adalah terbatas. Tangan kita tidak tahan menyentuh benda yang sangat panas atau sangat dingin. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat yang dapat kita gunakan untuk mengukur suhu dan menyatakannya dengan suatu angka. Alat untuk mengukur suhu disebut termometer.

Suhu secara umum dapat diukur dalam tiga skala yang berbeda yaitu Celcius, Fahrenhait dan Kelvin. Skala Celcius mempunyai titik didih air 100OC dan titik beku air 0OC. Skala Fahrenhait mempunyai titik didih air 212OF dan titik beku air 32OF. Sedangkan untuk skala Kelvin didasari oleh skala Celcius. Untuk mengubah dari Celcius ke Kelvin dengan menambahkan 273O pada skala Celcius yang terukur.

Suhu dapat diukur dalam berbagai macam cara yang berbeda. Dalam hal ini pengukuran suhu secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pengukuran secara mekanik dan pengukuran secara elektrik. Pengukuran secara mekanik tergantung pada beberapa prinsip fisik bahwa gas, zat cair dan zat padat dapat berubah volumenya apabila benda tersebut dipanaskan. Penggunaan substansi zat yang tidak sama dapat merubah volume dalam perbedaan kuantitas zat tersebut. Sebagai contoh, air raksa mempunyai penambahan 0,01% per derajat Fahrenhait sedangkan alkohol di lain pihak mempunyai penambahan 0,07% per derajat Fahrenhait (0,1% per derajat Celcius). Yang termasuk dalam pengukuran mekanik antara lain termometer glass-steam, termometer bimetallic, termometer filled-system. Sedangkan pengukuran secara elektrik menggunakan energi listrik untuk mengontrol perubahan suhu secara analog maupun secara digital dan mempunyai prinsip yang hampir sama dengan secara mekanik. Pengukuran perubahan suhu tersebut dapat dideteksi dengan menggunakan beberapa sensor antara lain thermocouple, thermistor, RTD IC Op-Amp, IC LM 35 dan lain sebagainya.

Banyak sifat fisis yang dapat diukur berubah sewaktu suhu yang diterima oleh benda tersebut berubah kuantitasnya. Di antara sifat-sifat ini adalah volume sebuah cairan, panjang sebuah tongkat, hambatan listrik sebuah kawat, tekanan sebuah gas pada volume konstan, volume gas pada tekanan konstan dan warna sebuah kawat pijar (filament). Masing-masing sifat ini dapat digunakan dalam pembuatan sebuah alat ukur suhu (termometer). Skala suhu yang didapat yaitu dengan memilih sebuah zat dan sifat termometrik yang khas dari zat tersebut. Apabila dalam memilih zat termometrik sudah didapat dan sifat termometrik tersebut dinyatakan dengan X dalam pembuatan sebuah sklala termometer maka dapat dipilih sembarang fungsi linier dari sifat X sebagai temperatur T yang dimiliki oleh termometer yang sesuai, dan setiap sistem yang berada di dalam kesetimbangan termal dengan termometer akan didapatkan sebuah persamaan : T(x) = aX. Di mana a adalah konstanta yang harus dihitung dengan memilih bentuk linier dari T(x) konstanta a ditentukan dengan mengkalibrasi termometer tersebut untuk menentukan sebuah titik tetap standart. Titik tetap ini merupakan titik di mana es, air cair dan uap air berada dalam kesetimbangan dan dinamakan dengan titik tripel air (triple point of water).