Rumus Perbandingan Skala Termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit, Kelvin, Pola Soal Dan Pembahasan

Saat melaksanakan pengukuran suhu dengan suatu termometer, kita memerlukan suatu acuan. Acuan ini ada didasarkan pada skala termometer. Skala ini mempunyai dua acuan, yakni titik didih dan titik beku air. Titik didih air dijadikan sebagai titik contoh atas, sedangkan titik beku air dijadikan titik contoh bawah, di antara keduanya dibagi dalam beberapa skala kecil.

Adapun tahapan-tahapan dalam menetapkan suhu termometer berdasarkan Andreas Celcius antara lain sebagai berikut.

■ Titik tetap bawah skala Celcius (0o) memakai suhu air yang sedang membeku (es).

■ Titik tetap atas (100o) memakai suhu air yang sedang mendidih pada tekanan udara normal yaitu 1 atm (76 cmHg).

■ Bagi jarak antara kedua titik tetap atas dan titik tetap bawah menjadi bab yang sama (100 bagian). Hal ini menunjukkan bahwa jarak antara dua garis berurutan sama dengan 1oC.

Ketika mengukur temperatur dengan memakai termometer, terdapat beberapa skala yang digunakan, di antaranya yaitu skala Celcius, skala Reamur, skala Fahrenheit, dan skala Kelvin. Keempat skala tersebut mempunyai perbedaan dalam pengukuran suhunya. Perbandingan keempat jenis skala termometer tersebut, diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

1. Termometer Celsius

Dibuat oleh Anders Celcius (1701 – 1744). Ia menciptakan termometer dengan titik beku air pada skala 0 dan titik didih air pada skala 100. Termometer buatannya dikenal sebagai termometer Celcius dengan satuan suhu dalam derajat Celcius (oC). Jadi, termometer celcius mempunyai titik bawah 0oC dan titik atasnya 100oC.

2. Termometer Reamur

Dibuat oleh Antoine Ferchault de Reamur (1683 – 1757). Termometer rancangannya disebut sebagai termometer Reamur dengan titik contoh bawah 0oR dan titik contoh atas 80oR.

3. Termometer Fahrenheit

Dibuat oleh Gabriel Daniel Fahrenheit (1686 – 1736). Ia menetapkan titik beku air pada skala 32o sebagai titik contoh bawah dan titik didih air pada skala 212oC sebagai titik contoh atas. Termometer hasil rancangannya disebut termometer Fahrenheit dengan satuan suhu derajat Fahrenheit (oF).

4. Termometer Kelvin

Dibuat oleh Lord Kelvin (1824 – 1904). Ia merancang termometer yang dikenal sebagai termometer Kelvin. Termometer ini mempunyai titik contoh bawah 273 dan titik contoh atas 373. Skala satuan suhu termometer ini dinyatakan dalam Kelvin (K) tanpa derajat.

Berdasarkan penetapan skala beberapa termometer di atas, maka sanggup dibentuk perbandingan skala termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin yaitu sebagai berikut.

Tabel Perbandingan Skala Termometer

Jenis Termometer	Titik Tetap Bawah	Titik Tetap Atas	Selisih (Jumlah Skala)
Celcius	0oC	100oC	100
Reamur	0oR	80oR	80
Fahrenheit	32oF	212oF	180
Kelvin	273 K	373 K	100

Dari nilai titik tetap atas dan titik tetap bawah keempat jenis termometer pada tabel di atas, diperoleh rumus-rumus berikut ini.

1. Rumus Perbandingan Skala Celcius dan Reamur

Pada tabel di atas, telah diketahui bahwa titik tetap bawah skala Celcius dan skala Reamur yaitu 0oC dan 0oR. Adapun titik tetap atas skala Celcius dan skala Reamur yaitu 100oC dan 80oR. Jadi, 100 skala Celcius = 80 skala Reamur. Sehingga sanggup dinyatakan persamaan berikut.

toC – 0	=	100
toR – 0		80

toC	=	5
toR		4

Dengan demikian diperoleh rumus hubungan antara skala Celcius dan skala Reamur sebagai berikut.

toC	=	5	×	toR	………. Pers. (1)
		4

toR	=	4	×	toC	………. Pers. (2)
		5

Contoh Soal:

1. Suhu tubuh Anis yaitu 30oR. Berapakah suhunya dalam skala Celcius?

Jawab:

Dengan memakai persamaan (1) diperoleh:

toC	=	5	×	toR
		4

toC	=	5	×	30
		4

toC

=

37,5

Jadi, suhu tubuh Anis yaitu 37,5oC.

2. Suhu di suatu padang pasir yaitu 40oC. Berapakah suhunya dalam skala Reamur?

Jawab:

Dengan memakai persamaan (2) diperoleh:

toR	=	4	×	toC
		5

toR	=	4	×	40
		5

toR

=

32

Jadi, suhu padang pasir tersebut yaitu 32oR.

2. Rumus Perbandingan Skala Celcius dan Fahrenheit

Dari tabel diketahui bahwa 0oC = 32oF dan 100oC = 212oF, serta 100 skala Celcius = 180 skala Fahrenheit, sehingga sanggup dinyatakan persamaan sebagai berikut.

toC – 0	=	100
toF – 32		180

toC	=	5
toF – 32		9

Dengan demikian diperoleh rumus hubungan antara skala Celcius dan skala Fahrenheit sebagai berikut.

toC	=	5	×	(toF – 32)	………. Pers. (3)
		9

toF	=		9	×	toC	+	32	…. Pers. (4)
			5

Contoh Soal:

1. Suhu suatu ruangan yaitu 86oF. Berapakah suhu ruangan tersebut dalam skala Celcius?

Jawab:

Dengan memakai persamaan (3) diperoleh:

toC	=	5	×	(toF – 32)
		9

toC	=	5	×	(86 – 32)
		9

toC	=	5	×	54
		9

toC

=

30

Jadi, suhu ruangan tersebut yaitu 30oC.

2. Suhu seorang anak yaitu 35oC. Berapakah suhu anak tersebut dalam skala Fahrenheit?

Jawab:

Dengan memakai persamaan (4) diperoleh:

toF	=		9	×	toC	+	32
			5

toF	=		9	×	35	+	32
			5

toF

=

63 + 32

toF

=

95

Jadi, suhu anak tersebut yaitu 95oF.

3. Rumus Perbandingan Skala Celcius dan Kelvin

Kelvin yaitu satuan suhu dalam Sistem Internasional (SI). Dari tabel di atas, kita ketahui bahwa 0oC = 273 K dan 100oC = 373 K. Skala Celcius dan skala Kelvin sama-sama mempunyai 100 skala sehingga diperoleh rumus hubungan skala sebagai berikut.

t K = toC + 273 ………. Pers. (5)

toC = t K − 273 ………. Pers. (6)

Contoh Soal:

1. Suhu suatu ruangan yaitu 27oC. Berapakah suhunya adalam skala Kelvin?

Jawab:

Dengan memakai persamaan (5) diperoleh:

t K = toC + 273 = 27 + 273 = 300

Jadi, suhu ruangan tersebut yaitu 300 K.

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

Jawab:

Dengan memakai persamaan (6) diperoleh:

toC = t K – 273 = 2.925 – 273 = 2.652

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

Contoh Soal Tambahan

1. Setarakan suhu berikut sesuai satuan yang dikehendaki.

a) 40oR = … oC

b) 20oC = … oR

c) 50oF = … oR

d) 59oF = … oC

Penyelesaian:

a) Untuk mengubah oR ke dalam oC, kita memakai faktor konversi berikut.

ToR	=	5	×	ToC
		4

40oR	=	5	×	40oC
		4

40oR

=

50oC

b) Untuk mengubah oC ke dalam oR, kita memakai faktor konversi berikut.

ToC	=	4	×	ToR
		5

20oC	=	4	×	20oR
		5

20oC

=

16oR

c) Untuk mengubah oF ke dalam oR, kita memakai faktor konversi berikut.

ToF	=	4	×	(T – 32)oR
		9

50oF	=	4	×	(50 – 32)oR
		9

50oF

=

8oR

d) Untuk mengubah oF ke dalam oC, kita memakai faktor konversi berikut.

ToF	=	5	×	(T – 32)oC
		9

59oF	=	5	×	(59 – 32)oC
		9

59oF

=

15oC

2. 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

3. Misalkan Ucok 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 yaitu t°C = 2/3 t°X