Kumpulan Pola Soal Konversi Satuan Suhu (Celcius, Reamur, Fahrenheit Dan Kelvin) Beserta Pembahasannya

Konsep Suhu

Jika kita membahas wacana suhu suatu benda, tentu terkait dekat dengan panas atau dinginnya benda tersebut. Dengan alat perasa, kita sanggup 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 sanggup membedakan suhu suatu benda secara kualitatif. Akan tetapi di dalam fisika kita akan menyatakan panas, hangat, hirau taacuh 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 yakni warnanya, volumnya, tekanannya dan daya hantar listriknya. Sifat-sifat benda yang berubah sebab 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 diharapkan alat ukur yang disebut termometer. Ada beberapa jenis termometer dengan memakai konsep perubahan-perubahan sifat sebab pemanasan. Pada termometer raksa dan termometer alkohol memakai sifat perubahan volum sebab pemanasan.

Ada beberapa termometer yang memakai sifat perubahan volum sebab pemanasan, antara lain: Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Masing-masing termometer tersebut memiliki ketentuan-ketentuan tertentu dalam menetapkan nilai titik didih air dan titik beku air pada tekanan 1 atm, menyerupai terlihat pada gambar di bawah ini.

Dari gambar di atas, sanggup 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 yakni 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, sebab 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 yakni menyerupai yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.

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 yakni suhu ketika es melebur dan suhu ketika 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 yakni beberapa referensi soal wacana konversi atau pengubahan satuan suhu yang mencakup Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin lengkap dengan pembahasannya. Silahkan kalian pelajari baik-baik.

1. Sebuah zat cair diukur suhunya memakai termometer celcius diperoleh angka 40oC. Berapakah jikalau 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 yakni sebagai berikut.

tR	=	4
tC		5

Maka:

tR = 4/5 × tC

tR = 4/5 × 40

tR = 32

Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya yakni 32oR.

b. Mengubah skala celcius ke fahrenheit

perbandingan skala termometer fahrenheit dan celcius yakni 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 yakni 104oF.

c. Mengubah skala celcius ke kelvin

untuk mengkonversi satuan suhu dari celcius ke kelvin kita eksklusif saja memakai rumus berikut.

T = tC + 273

T = 40 + 273

T = 313

Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya yakni 313 K.

2. Suhu sebuah filamen lampu listrik yang sedang menyala yakni 2.925 K. Berapakah suhu filamen lampu tersebut dalam skala Celcius?

Jawab:

Dengan memakai kesetaraan Celcius ke Kelvin diperoleh:

toC = tK – 273 = 2.925 – 273 = 2.652

Jadi, suhu filamen lampu listrik yang sedang menyala tersebut yakni 2.652oC.

3. Sebuah termometer X sesudah ditera dengan termometer Celcius di sanggup 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.

Berdasarkan gambar di atas, maka keseteraan skala pada termometer Celcius dan termometer X yakni 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 menciptakan 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

C – 0	=	X – 0
100		150

ToC	=	100	ToX →	=	2	ToX
		150			3

Jadi, hubungan antara termometer ini dengan termometer Celsius yakni 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 yakni 40oC. Berapa suhu benda tersebut jikalau diukur dengan termometer X?

Penyelesaian:

Diketahui:

(tb)X = −100X

(ta)X = 1100X

tC = 400C

Titik tetap atas termometer Celcius yakni 100oC dan titik tetap bawahnya yakni 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 yakni 38oX.

7. Pada waktu animo hirau taacuh terdapat laporan cuaca dari Inggris di mana suhu udara mencapai 14oF. Berapakah suhunya jikalau 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 yakni 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 yakni 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 yakni sebagai berikut.

T – 273	=	5
tF – 32		9

Maka:

T – 273 = 5/9 × (tF – 32)

T – 273 = 5/9 × (14 – 32)

T – 273 = 5/9 × (–18)

T – 273 = –10

T = –10 + 273

T = 263

Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya yakni 263 K.

8. Termometer X dirancang sanggup mengukur air membeku pada skala - 40 dan air mendidih pada skala 160. Jika suatu benda diukur dengan termometer Reamur mengatakan nilai 20oR maka tentukan nilai yang ditunjuk ketika diukur dengan termometer X!

Penyelesaian:

Diketahui:

(tb)X = −40oX

(ta)X = 160 oX

tR = 20

Titik tetap atas termometer Reamur yakni 80oR dan titik tetap bawahnya yakni 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 yakni 10oX.

9. Sepotong logam dipanaskan dan diukur dengan termometer optik mengatakan skala 36oR. Berapakah suhunya jikalau 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 yakni sebagai berikut.

tC	=	5
tR		4

Maka:

tC = 5/4 × tR

tC = 5/4 × 36

tC = 45

Jadi, ketika diukur dengan termometer celcius, suhunya yakni 45oC.

b. Mengubah skala reamur ke fahrenheit

perbandingan skala termometer fahrenheit dan reamur yakni 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 yakni 113oF.

c. Mengubah skala reamur ke kelvin

perbandingan skala termometer kelvin dan reamur yakni sebagai berikut.

T – 273	=	5
tR		4

Maka:

T – 273 = 5/4 × tR

T – 273 = 5/4 × 36

T – 273 = 45

T = 45 + 273

T = 318

Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya yakni 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 jikalau diukur dengan termometer A?

Penyelesaian:

Diketahui:

(tb)A = 10oA

(ta)A = 130oA

tF = 62oF

Titik tetap atas termometer Fahrenheit yakni 212oF dan titik tetap bawahnya yakni 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 yakni 30oA.