Loading...

Kumpulan Contoh Soal Konversi Satuan Suhu (Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin) Beserta Pembahasannya

Loading...
Advertisement
Konsep Suhu
Jika kita membahas tentang suhu suatu benda, tentu terkait erat dengan panas atau dinginnya benda tersebut. Dengan alat perasa, kita dapat membedakan benda yang panas, hangat atau dingin. Benda yang panas kita katakan suhunya lebih tinggi dari benda yang hangat atau benda yang dingin. Benda yang hangat suhunya lebih tinggi dari benda yang dingin.

Dengan alat perasa kita hanya dapat membedakan suhu suatu benda secara kualitatif. Akan tetapi di dalam fisika kita akan menyatakan panas, hangat, dingin dan sebagainya secara eksak yaitu secara kuantitatif (dengan angka-angka).

Secara sederhana suhu didefinisikan sebagai derajad panas dinginnya suatu benda. Ada beberapa sifat benda yang berubah apabila benda itu dipanaskan, antara lain adalah warnanya, volumnya, tekanannya dan daya hantar listriknya. Sifat-sifat benda yang berubah karena dipanaskan disebut sifat termometrik. Suhu termasuk besaran pokok dalam fisika yang dalam SI bersatuan Kelvin.

Alat Ukur Suhu
Untuk menyatakan suhu suatu benda secara kuantitatif diperlukan alat ukur yang disebut termometer. Ada beberapa jenis termometer dengan menggunakan konsep perubahan-perubahan sifat karena pemanasan. Pada termometer raksa dan termometer alkohol menggunakan sifat perubahan volum karena pemanasan.

Ada beberapa termometer yang menggunakan sifat perubahan volum karena pemanasan, antara lain: Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Masing-masing termometer tersebut mempunyai ketentuan-ketentuan tertentu dalam menetapkan nilai titik didih air dan titik beku air pada tekanan 1 atm, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Kumpulan Contoh Soal Konversi Satuan Suhu (Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin) Beserta Pembahasannya
Dari gambar di atas, dapat ditulis dalam bentuk tabel sebagai berikut,
No.
Termometer
Titik tetap bawah
Titik tetap atas
Jumlah skala
1
Celcius
0oC
100oC
100
2
Reamur
0oR
80oC
80
3
Fahrenheit
32oF
212oF
180
4
Kelvin
273 K
373 K
100

Perbandingan jumlah skalanya adalah sebagai berikut:
tC : tR : (tF  32) = 100 : 80 : 180
atau
tC : tR : (tF  32) = 5 : 4 : 9
Perubahan suhu dari celcius ke kelvin dan dari kelvin ke celcius, karena jumlah skalanya sama, maka ditulis sebagai berikut.
toC = (t + 273)K
atau
tK = (t  273)oC
Keterangan:
tC = skala yang ditunjukkan termometer celcius (oC)
tR = skala yang ditunjukkan termometer reamur (oR)
tF = skala yang ditunjukkan termometer fahrenheit (oF)
tK = skala yang ditunjukkan termometer kelvin (K)

Secara umum, hubungan skala termometer yang satu dengan yang lain adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Kumpulan Contoh Soal Konversi Satuan Suhu (Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin) Beserta Pembahasannya
Termometer X dengan titik tetap bawah (tb)X dan titik tetap atas (ta)X. Termometer Y dengan titik tetap bawah (tb)Y dan titik tetap atas (ta)Y. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.

Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.
(ta)X  tX
=
(ta)Y  tY
(ta)X  (tb)X
(ta)Y  (tb)Y
Keterangan:
(ta)X = titik tetap atas termometer X
(tb)X = titik tetap bawah termometer X
tX = suhu pada termometer X
(ta)Y = titik tetap atas termometer Y
(tb)Y = titik tetap bawah termometer Y
tY = suhu pada termometer Y

Contoh Soal Konversi Satuan Suhu
Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang konversi atau pengubahan satuan suhu yang meliputi Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin lengkap dengan pembahasannya. Silahkan kalian pelajari baik-baik.
1. Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40oC. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan:
a. Termometer reamur
b. Termometer fahrenheit
c. Termometer kelvin
Penyelesaian:
Diketahui:
tc = 40oC
Ditanyakan: tR, tF, dan T
Jawab:
a. Mengubah skala celcius ke reamur
perbandingan skala termometer reamur dan celcius adalah sebagai berikut.
tR
=
4
tC
5
Maka:
tR = 4/5 × tC
tR = 4/5 × 40
tR = 32
Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya adalah 32oR.

b. Mengubah skala celcius ke fahrenheit
perbandingan skala termometer fahrenheit dan celcius adalah sebagai berikut.
tF  32
=
9
tC
5
Maka:
tF  32 = 9/5 × tC
tF  32 = 9/5 × 40
tF  32 = 72
tF = 72 + 32
tF = 104
Jadi, ketika diukur dengan termometer fahrenheit, suhunya adalah 104oF.

c. Mengubah skala celcius ke kelvin
untuk mengkonversi satuan suhu dari celcius ke kelvin kita langsung saja menggunakan rumus berikut.
T = tC + 273
T = 40 + 273
T = 313
Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 313 K.

2. Suhu sebuah filamen lampu listrik yang sedang menyala adalah 2.925 K. Berapakah suhu filamen lampu tersebut dalam skala Celcius?
Jawab:
Dengan menggunakan kesetaraan Celcius ke Kelvin diperoleh:
toC = tK  273 = 2.925  273 = 2.652
Jadi, suhu filamen lampu listrik yang sedang menyala tersebut adalah 2.652oC.

3. Sebuah termometer X setelah ditera dengan termometer Celcius di dapat 40oC = 80oX dan 20oC = 50oX. Jika suhu sebuah benda 80oC, maka berapa oX suhu benda tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
40oC = 80oX
20oC = 50oX
Ditanya: 80oC = ... oX
Jawab:
Untuk mempermudah dalam memahami soal di atas, perhatikan gambar ilustrasi berikut ini.
Kumpulan Contoh Soal Konversi Satuan Suhu (Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin) Beserta Pembahasannya
Berdasarkan gambar di atas, maka keseteraan skala pada termometer Celcius dan termometer X adalah sebagai berikut.
80  40
=
tX  80
80  20
tX  50
40
=
tX  80
60
tX  50
4
=
tX  80
6
tX  50
4(tX  50) = 6(tX  80)
4tX  200 = 6tX  480
6tX  4tX = 480  200
2tX = 280
tX = 280/2
tX = 140
Jadi, 80oC = 140oX

4. Suhu udara di ruangan 95oF. Nyatakan suhu tersebut ke dalam skala Kelvin!
Penyelesaian:
95oF = 5/9 (95  32) = 35oC
35oK = (35 + 273) K = 308 K

5. Misalkan Anis membuat sebuah termometer yang disebut dengan termometer X. Pada termometer ini air membeku pada 0°X dan air mendidih pada 150°X. Bagaimanakah hubungan termometer ini dengan termometer dalam skala Celsius?
Jawab
Pada termometer X, rentang temperatur yang dimilikinya, yakni dari 0°X  150°X sehingga skala pada termometer ini dibagi dalam 150 skala. Perbandingan antara termometer X dan termometer Celsius, yakni
 0
=
 0
100
150
ToC
=
100
To
=
2
ToX
150
3
Jadi, hubungan antara termometer ini dengan termometer Celsius adalah t°C = 2/3 t°X .

6. Suatu termometer X mengukur suhu es sedang melebur pada 10oX dan mengukur suhu air mendidih pada 110oX. Termometer Celcius mengukur suhu benda tersebut adalah 40oC. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X?

Penyelesaian:
Diketahui:
(tb)X = 100X
(ta)X = 1100X
tC = 400C
Titik tetap atas termometer Celcius adalah 100oC dan titik tetap bawahnya adalah 0oC sehingga:
(ta)C = 1000C
(tb)C = 00C
Ditanyakan: tX
Jawab:
(ta)X  tX
=
(ta)C  tC
(ta)X  (tb)X
(ta)C  (tb)C
110  tX
=
100  40
110  (10)
100  0
110  tX
=
60
120
100
110  tX
=
6
120
10
10(110  tX) = (120)(6)
1100  10tX = 720
10tX = 1100  720
10tX = 380
tX = 380/10
tX = 38
Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer X adalah 38oX.

7. Pada waktu musim dingin terdapat laporan cuaca dari Inggris di mana suhu udara mencapai 14oF. Berapakah suhunya jika diukur menggunakan:
a. Termometer reamur
b. Termometer celcius
c. Termometer kelvin
Penyelesaian:
Diketahui:
tF = 14oF
Ditanyakan: tR, tC, dan T
Jawab:
a. Mengubah skala fahrenheit ke reamur
perbandingan skala termometer reamur dan fahrenheit adalah sebagai berikut.
tR
=
4
tF  32
9
Maka:
tR = 4/9 × (tF  32)
tR = 4/9 × (14  32)
tR = 4/9 × (18)
tR = 8
Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya adalah 8oR.

b. Mengubah skala fahrenheit ke celcius
perbandingan skala termometer celcius dan fahrenheit adalah sebagai berikut.
tC
=
5
tF  32
9
Maka:
tC = 5/9 × (tF  32)
tC = 5/9 × (14  32)
tC = 5/9 × (18)
tC = 10
Jadi, ketika diukur dengan termometer celcius, suhunya adalah 10oC.

c. Mengubah skala fahrenheit ke kelvin
perbandingan skala termometer kelvin dan fahrenheit adalah sebagai berikut.
 273
=
5
tF  32
9
Maka:
 273 = 5/9 × (tF  32)
 273 = 5/9 × (14  32)
 273 = 5/9 × (18)
 273 = 10
T = 10 + 273
T = 263
Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 263 K.

8. Termometer X dirancang dapat mengukur air membeku pada skala - 40 dan air mendidih pada skala 160. Jika suatu benda diukur dengan termometer Reamur menunjukkan nilai 20oR maka tentukan nilai yang ditunjuk saat diukur dengan termometer X!
Penyelesaian:
Diketahui:
(tb)X = 40oX
(ta)X = 160 oX
tR = 20
Titik tetap atas termometer Reamur adalah 80oR dan titik tetap bawahnya adalah 0oR sehingga:
(ta)R = 0oR
(tb)R = 80oR
Ditanyakan: tX?
Jawab:
(ta)X  tX
=
(ta)R  tR
(ta)X  (tb)X
(ta)R  (tb)R
160  tX
=
80  20
160  (40)
80  0
160  tX
=
60
200
80
160  tX
=
6
200
8
8(160  tX) = (200)(6)
1280  8tX = 1200
8tX = 1280  1200
8tX = 80
tX = 80/8
tX = 10
Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer X adalah 10oX.

9. Sepotong logam dipanaskan dan diukur dengan termometer optik menunjukkan skala 36oR. Berapakah suhunya jika diukur menggunakan:
a. Termometer celcius
b. Termometer fahrenheit
c. Termometer kelvin
Penyelesaian:
Diketahui:
tR = 36oR
Ditanyakan: tC, tF, dan T
Jawab:
a. Mengubah skala reamur ke celcius
perbandingan skala termometer celcius dan reamur adalah sebagai berikut.
tC
=
5
tR
4
Maka:
tC = 5/4 × tR
tC = 5/4 × 36
tC = 45
Jadi, ketika diukur dengan termometer celcius, suhunya adalah 45oC.

b. Mengubah skala reamur ke fahrenheit
perbandingan skala termometer fahrenheit dan reamur adalah sebagai berikut.
tF  32
=
9
tR
4
Maka:
tF  32 = 9/4 × tR
tF  32 = 9/4 × 36
tF  32 = 81
tF = 81 + 32
tF = 113
Jadi, ketika diukur dengan termometer fahrenheit, suhunya adalah 113oF.

c. Mengubah skala reamur ke kelvin
perbandingan skala termometer kelvin dan reamur adalah sebagai berikut.
 273
=
5
tR
4
Maka:
 273 = 5/4 × tR
 273 = 5/4 × 36
 273 = 45
T = 45 + 273
T = 318
Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 318 K.

10. Suhu es yang sedang melebur dan suhu air mendidih apabila diukur dengan termometer A masing-masing besarnya 10oA dan 130oA. Suhu suatu benda diukur dengan termometer skala Fahrenheit sebesar 62oF. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer A?
Penyelesaian:
Diketahui:
(tb)A = 10oA
(ta)A = 130oA
tF = 62oF
Titik tetap atas termometer Fahrenheit adalah 212oF dan titik tetap bawahnya adalah 320F sehingga:
(ta)F = 212oF
(tb)F = 32oF
Ditanyakan: tA?
Jawab:
(ta)A  tA
=
(ta)F  tF
(ta)A  (tb)A
(ta)F  (tb)F
130  tA
=
212  62
130  (10)
212  32
130  tA
=
150
120
180
130  tA
=
5
120
6
6(130  tA) = (120)(5)
780  6tA = 600
6tA = 780  600
6tA = 180
tA = 180/6
tA = 30
Jadi, suhu benda tersebut apabila diukur dengan termometer A adalah 30oA.

Post a Comment

  1. Ummm ada yang salah hitung tu di nomor 8 hasil 10 gak

    ReplyDelete
    Replies
    1. Terimakasih kak Wijaya atas koreksinya. Artikel sudah kami perbaiki. Tetap semangat belajar.

      Delete

Mohon berkomentar secara bijak dengan bahasa yang sopan dan tidak keluar dari topik permasalahan dalam artikel ini. Dan jangan ikut sertakan link promosi dalam bentuk apapun.
Terimakasih.

emo-but-icon

Home item

Materi Terbaru