Gambar Sampul IPA · Bab 4 Suhu dan Perubahannya
IPA · Bab 4 Suhu dan Perubahannya
Wahono Widodo, Fida Rachmadiarti, dan Siti Nurul Hidayati

24/08/2021 16:01:02

SMP 7 K-13 revisi 2016

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

134

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Suhu dan

Perubahannya

Bab

4

Istilah-istilah Penting

Suhu, Termometer, Pemuaian

135

Ilmu Pengetahuan Alam

P

ada suhu berapa air mendidih? Pada suhu berapa air membeku? Pada suhu

berapa dikatakan orang mengalami sakit demam? Suhu selalu dibicarakan

dalam kehidupan sehari-hari. Pada bab ini, kamu akan mempelajari suhu,

cara pengukurannya, serta akibat perubahannya.

A.

Bagaimana Mengetahui Suhu Benda?

Indra perasa dapat merasakan panas dan dingin. Namun, apakah indra

merupakan pengukur panas atau dingin yang handal?

Apakah Indra sebagai Pengukur Suhu yang Handal?

Untuk memahami semua itu,

yang siapkan 3 (tiga) buah ember

atau bejana yang masing–masing

diisi air hangat, air biasa, dan air es.

Petunjuk Keselamatan Kerja

Hati-hati dengan air panas,

karena berbahaya.

Lakukan langkah-langkah

berikut ini.

1.

L

etakkan ketiga ember tersebut

di lantai atau meja!

2.

C

elupkan tangan kananmu di ember berisi air hangat dan tangan

kirimu di ember yang berisi air es! Rasakan tingkat panas air itu pada

tanganmu!

3.

S

etelah beberapa saat, segera celupkan kedua tanganmu ke ember

yang berisi air biasa! Rasakan tingkat panas air itu pada tanganmu!

4.

Ulang

i kegiatan langkah nomor 2 dan 3 oleh teman lainnya!

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.1 Apa yang kamu rasakan jika

kemudian kedua tanganmu masuk ke air

biasa?

Ayo Kita Lakukan

136

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Menalar dan mengomunikasikan

1.

Bagaimanak

ah hasil pengindraan terhadap air biasa oleh tangan

kanan dan tangan kirimu?

2.

Jik

a untuk benda yang sama, ternyata tingkat panas yang dirasakan

berbeda antara tangan kanan dan tangan kirimu. Apakah indra

perasaanmu dapat diandalkan sebagai pengukur tingkat panas

benda? Diskusikan dengan teman-temanmu.

Suhu sebuah benda adalah tingkat

(derajat) panas suatu benda. Benda yang

panas mempunyai derajat panas lebih tinggi

daripada benda yang dingin. Hasil kegiatan

penyelidikanmu menunjukkan bahwa indra

perasa memang dapat merasakan tingkat

panas benda. Akan tetapi, indra perasa

bukan pengukur tingkat panas yang andal.

Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan

berbeda oleh tangan kanan dan kirimu. Jadi,

suhu benda yang diukur dengan indra perasa

menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang

tidak dapat dipakai sebagai acuan. Suhu harus

diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu

yang disebut termometer.

1.

Jenis-J

enis Termometer

a.

T

ermometer Zat Cair

Secara umum, benda-benda di alam akan

memuai (ukurannya bertambah besar) jika

suhunya naik. Kenyataan ini dimanfaatkan

untuk membuat termometer dari zat cair.

Perhatikan Gambar 4.2. Cairan terletak pada

tabung kapiler dari kaca yang memiliki bagian

penyimpan (reservoir/ labu).

Ayo Kita Pelajari

Berbagai jenis

termometer

Skala suhu

Mengapa Penting?

Untuk memahami

suhu dan cara

pengukurannya

C

Reservoir

Saat suhu meningkat,

permukaan zat cair

akan naik (memuai)

dan sebaliknya.

Skala Suhu

Pipa Kapiler

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.2 Termometer Zat Cair

137

Ilmu Pengetahuan Alam

Zat cair yang digunakan umumnya raksa atau alkohol jenis tertentu. Raksa

memiliki keistimewaan, yaitu warnanya mengkilat dan cepat bereaksi terhadap

perubahan suhu. Selain itu, raksa membeku pada suhu rendah (-38

o

C) dan

mendidih pada suhu yang tinggi (lebih dari 350

o

C) sehingga dapat mengukur

suhu pada rentang suhu yang lebar. Namun, raksa sangat beracun, sehingga

berbahaya jika termometer pecah.

Alkohol untuk pengisi termometer biasanya diberi pewarna biru atau merah.

Rentang suhu yang dapat diukur bergantung jenis alkohol yang digunakan,

contohnya:

T

oluen,

dengan

rentang

-90

o

C hingga 100

o

C

Ethyl

alcohol,

dengan

rentang

-110

o

C hingga 100

o

C

Alkohol tidak seberbahaya raksa dan mudah menguap, sehingga lebih aman

digunakan sebagai pengisi termometer.

Perlu Diketahui

Untuk alasan kepraktisan, seringkali kita menggunakan plastik untuk

wadah makanan, termasuk makanan bersuhu tinggi. Namun, hanya plastik

tertentu yang aman digunakan untuk wadah makanan panas. Plastik

memiliki 7 jenis yang ditandai dengan adanya kode pada plastik tersebut.

Plastik yang paling aman untuk digunakan sebagai wadah makanan adalah

plastik dengan kode nomor 5 atau kode PP. Plastik ini tahan terhadap suhu

tinggi.

1.

Za

t cair apakah yang digunakan dalam termometer zat cair?

2.

A

pa kelebihan dan kekurangan zat cair tersebut!

Ayo Kita Latihan

Beberapa termometer yang menggunakan zat cair akan dibahas berikut ini.

138

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

1)

T

ermometer laboratorium

Bentuknya panjang dengan skala

dari -10°C sampai 110°C menggunakan

raksa, atau alkohol seperti ditunjukkan

pada Gambar 4.3.

2)

T

ermometer suhu badan

Termometer ini digunakan

untuk mengukur suhu badan

manusia. Skala yang ditulis

antara 35

o

C dan 42

o

C. Pipa di

bagian bawah dekat labu dibuat

sempit sehingga pengukuran lebih teliti akibat raksa tidak segera turun ke labu/

reservoir

(Gambar 4.4).

Perlu Diketahui

Perubahan suhu juga terjadi pada

proses fermentasi, misalnya pada proses

pembuatan tape. Pada proses tersebut,

bakteri mengubah glukosa menjadi alkohol

dan karbon dioksida. Proses fermentasi

menyebabkan terjadinya perubahan suhu.

Suhu terbaik untuk melakukan proses

fermentasi adalah 35°C–40°C.

Sumber: www.atikofianti.wordpress.com

Gambar 7.5

Karena Proses Fermentasi, Suhu Tape

Ketan Meningkat.

b.

T

ermometer Bimetal

Perhatikan dua logam yang

jenisnya berbeda dan dilekatkan

menjadi satu pada Gambar 4.6. Jika

suhunya berubah, bimetal akan

melengkung. Mengapa? Karena

logam yang satu memuai lebih

panjang dibanding yang lain. Hal

ini dimanfaatkan untuk membuat

termometer.

Sumber:

blogspot.com

Gambar 4.3

Termometer Laboratorium

superagis.

Sumber: nunuksuliyatun.

wordpress.com

Gambar 4.4 Termometer Suhu

Badan Perhatikan pipa kapiler

yang menyempit di dekat labu.

Sumber: www.physics.upenn.edu

Gambar 4.6

Saat dipanaskan, bimetal melengkung.

139

Ilmu Pengetahuan Alam

c.

T

ermometer Kristal Cair

Terdapat kristal cair yang warnanya

dapat berubah jika suhu berubah. Kristal

ini dikemas dalam plastik tipis, untuk

mengukur suhu tubuh, suhu akuarium,

dan sebagainya (Gambar 4.8).

Sumber: www.flickr.com

Gambar 4.8 Termometer kristal cair untuk

mengukur suhu tubuh.

Perlu Diketahui

1.

Bina

tang yang hidup di daerah dingin pada umumnya berbulu tebal.

Bulu yang tebal tersebut menjaga tubuh tetap hangat.

2.

Un

ta mempunyai punuk yang berfungsi untuk menyimpan air sehingga

tahan untuk tidak minum selama berhari-hari dan menjaga agar suhu

tubuh tidak panas.

3.

Jenis

tanaman di pantai berbeda dengan jenis taman di gunung karena

suhu di pantai lebih tinggi daripada suhu di puncak gunung.

Sumber:

www.en.wikipedia.org

Gambar

7.9

(a) B

eruang kutub memiliki bulu yang tebal

(b) Unta memiliki punuk

(a)

(b)

Dalam kurun waktu 100 tahun ini, suhu bumi sudah naik ± 2°C.

Kenaikan ini menyebabkan banyak masalah lingkungan, seperti iklim

yang tidak menentu dan cuaca ekstrim. Keadaan ini disebut pemanasan

global.

Pada

Bab

9,

kamu

akan

mempelajari

lebih

lanjut

tentang

peristiwa

pemanasan global

.

Sumber: www.diytrade.com

Gambar 4.7 Termometer bimetal, digunakan

untuk pengukur suhu

140

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

2.

Skala S

uhu

Berapa suhu tubuh manusia sehat? Ya, kamu akan menjawab 37oC. Huruf C

kependekan dari Celcius, salah satu contoh satuan suhu atau skala suhu. Saat ini,

dikenal beberapa skala suhu, misalnya Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin.

Tidakkah kamu penasaran, bagaimana membuat skala suhu pada termometer?

Lakukan kegiatan berikut.

Mencoba Membuat Skala pada Termometer Zat Cair

Apa yang harus disiapkan?

1.

T

ermometer raksa atau alkohol yang belum diberi skala suhu

2.

B

ejana A berisi es yang sedang melebur

3.

B

ejana B berisi air yang sedang mendidih

4.

P

emanas spiritus

5.

Spidol a

tau benang berwarna

Lakukan langkah-langkah berikut

1.

C

elupkan termometer dalam bejana A yang berisi es sedang melebur.

2.

T

unggu beberapa saat. Setelah raksa dalam pipa termometer berhenti

bergerak turun, tandai letak permukaan raksa dalam pipa dengan

spidol atau benang! Tempat ini dinamakan titik tetap bawah. Beri

angka sesukamu pada titik itu, misalnya 10.

3.

P

anaskan air dalam bejana B dengan pemanas spiritus sampai air

dalam bejana itu mendidih.

4.

C

elupkan termometer ke dalam bejana berisi air yang sedang

mendidih.

5.

T

unggu beberapa saat. Setelah raksa dalam pipa berhenti bergerak,

tandailah letak permukaan raksa dalam pipa dengan spidol. Titik itu

dinamakan titik tetap atas. Beri angka sesukamu pada titik itu (tetapi

lebih besar dari angka sebelumnya), misalnya 50.

6.

Uk

ur jarak titik terbawah dengan titik teratas ini. Bagi jarak tesebut

dalam bagian-bagian dengan jarak yang sama. Anggap jarak tiap

bagian

itu

derajat

suhu

skala

yang

kalian

buat

(misalnya,

skala

Edo).

Ayo Kita Lakukan

141

Ilmu Pengetahuan Alam

7.

K

amu sudah membuat skala termometer sesuai skala buatan.

Ujilah Termometer Skala Buatanmu

1.

B

erapa suhu terbawah dan suhu teratas pada skala termometer

buatanmu? Cobalah buat perbandingan antara skala buatanmu

dengan skala Celcius.

2.

C

oba gunakan termometer skala kamu dan skala Celcius untuk

mengukur suhu air biasa dan air hangat. Kemudian, ukur air panas

dengan termometermu dan prediksikan hasilnya jika diukur dengan

skala Celcius. Uji prediksimu.

Kegiatan di atas merupakan metode yang dilakukan untuk menentukan skala

pada termometer. Dengan cara demikian juga, Celcius, Fahrenheit, dan Reamur

membuat skala termometer. Kelvin merupakan skala suhu dalam SI. Skala Kelvin

menggunakan nol mutlak, tidak menggunakan “derajat”. Pada suhu nol Kelvin,

tidak ada energi panas yang dimiliki benda. Perbedaan antara skala itu adalah

angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada skala termometer tersebut.

Sumber: Dok.

Kemdikbud

Gambar 4.10 Titik Tetap

Bawah dan Titik Tetap

Atas pada Beberapa

Skala Suhu.

Rentang Skala Celcius,

Fahrenheit, Reamur,

dan Kelvin berturut-

turut 100, (212-32), 80,

(373-273).

C

C

C

C

Celcius (C)

100

212

32

80

0

373

273

0

Fahrenheit (F) Reamur (R)

Kelvin (K)

Titik tetap atas

Titik tetap bawah

celcius (C)

fahrenheit (F)

reamur (R)

kelvin (K)

Penggunaan Matematika

Perbandingan Skala Suhu:

skala C: skala R: skala F: skala K = 100 : 80 : 180 : 100

skala

C:

skala

R:

skala

F:

skala

K

=

5

:

4

:

9

:

5

D

engan memperhatikan titik tetap bawah (dibandingkan mulai dari nol

semua), perbandingan angka suhunya:

t

C

: t

R

: (t

F

- 32) : (t

K

-273)

=

5

:

4

:

9

:

5

142

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Perbandingan di atas dapat digunakan untuk menentukan konversi skala

suhu. Sebagai contoh, konversi skala suhu dari Celcius ke Fahrenheit.

maka

Dengan cara yang sama, rumuskan konversi skala suhu yang lain,

misalnya dari Celcius ke Reamur, dan dari Fahrenheit ke Kelvin.

Ayo Kita Latihan

Contoh Penerapan

1.

T

entukan 45

o

C = ....

o

F

D

engan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh

o

F

(

(

2.

T

entukan 25

o

C = ....

o

R

D

engan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh

3.

T

entukan 78

o

C = ... K

D

engan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh

t

K

= t

C

+273 = 78+273 = 351 K

143

Ilmu Pengetahuan Alam

Perlu Diketahui

Derajat Celcius pertama kali diper-

kenalkan oleh Anders Celcius, salah satu ahli

astronomi Swedia, pada tahun 1742. Awalnya

0°C merupakan suhu saat air mendidih dan

100°C adalah suhu saat air membeku.

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.11 Anders Celsius

1.

Ubahlah suhu-suhu ber

ikut ini.

a.

0

0

C ke Kelvin

b

.

0 K ke der

ajat Celsius

c

.

273

0

C ke Kelvin

d

.

273 K ke der

ajat Celsius

2.

Ubahlah suhu c

elsius berikut ini ke suhu Kelvin.

a.

27

0

C

b

.

560

0

C

c

.

–184

0

C

d

.

–300

0

C

3.

Ubahlah suhu kelvin ber

ikut ini ke suhu Celsius.

a.

110 K

b

.

22 K

c

.

402 K

d

.

323 K

4.

T

emukan suhu dalam celsius dan Kelvin untuk keterangan berikut ini.

a.

suhu k

amar;

b

.

suhu lemar

i es

c

.

suhu siang har

i pada musim kemarau

d

.

suhu malam har

i pada musim penghujan

Ayo Kita Latihan

144

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

1.

A

pa yang dimaksud dengan suhu?

2.

M

engapa indra perasa bukan pengukur suhu yang andal?

3.

Jelask

an macam-macam termometer!

4.

Bagaimanak

ah persamaan dan perbedaan cara menentukan

titik terbawah dan titik teratas pada skala Celcius dengan skala

Fahrenheit?

5.

Konversikan:

a.

45

o

C = .....

o

R = .....

o

F = ..... K

b

.

36

o

R = .....

o

C = .....

o

F = ..... K

c

.

14

o

F = .....

o

C = .....

o

R = ..... K

d

.

225K = .....

o

C = .....

o

R = .....

o

F

6.

T

erdapat 4 termometer skala Celcius dengan skala terkecil dan

terbesarnya ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

Termometer

Skala terkecil (

o

C)

Skala terbesar (

o

C)

A

0

100

B

20

37

C

10

60

D

32

45

T

ermometer manakah yang paling sesuai untuk mengukur suhu

tubuh manusia? Jelaskan!

Ayo Kita Lakukan

145

Ilmu Pengetahuan Alam

B.

Perubahan Akibat

Suhu

Apa yang terjadi pada benda jika suhunya

berubah? Salah satu perubahan yang terjadi

pada benda adalah ukuran benda itu berubah.

Jika suhu benda naik, secara umum ukuran

benda bertambah. Peristiwa ini disebut

pemuaian

1.

Pemua

ian Zat Padat

Zat padat dapat mengalami pemuaian. Gejala ini memang sulit untuk diamati

secara langsung, tetapi seringkali kamu dapat melihat pengaruhnya. Misalnya, saat

kamu menuangkan air panas ke dalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya

gelas ini karena terjadinya pemuaian yang tidak merata pada gelas itu. Kamu akan

pelajari lebih dalam tentang pemuaian pada zat padat.

a.

P

emuaian Panjang Zat Padat

Adakah Pengaruh Jenis Logam terhadap Panjang Pemuaiannya?

Rumuskan hipotesis terhadap masalah tersebut.

Apa yang harus disiapkan?

Alat

1.

M

usschenbroek (beserta batang logam yang diuji)

2.

P

emanas spiritus dan korek api

Lakukan langkah-langkah berikut.

1.

Siapk

an sebuah alat Musschenbroek di atas meja percobaan.

2.

A

tur kedudukkan jarum-jarum penunjuk pada setiap batang logam

sehingga menunjuk skala yang sama, yaitu angka nol.

Ayo Kita Lakukan

Ayo Kita Pelajari

Pemuaian zat pada

padat, cair, dan gas

Mengapa Penting?

Berbagai teknologi

memanfaatkan

pemuaian benda

146

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

3.

T

uang spiritus bakar pada tempatnya. Kemudian, nyalakan dengan

korek api.

4.

A

mati keadaan jarum-jarum penunjuk selama pemanasan.

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.12 Alat Musschenbroek

Batang Logam

Sekrup Pengatur

Penunjuk

Pembakar Spirtus

Menalar dan Mengomunikasikan

1.

Jarum-jarum penunjuk menunjuk sk

ala yang sama, nol. Bagaimana

suhu dan panjang batang itu mula-mula?

2.

S

etelah pemanasan berlangsung, apa yang terjadi pada jarum-jarum

penunjuk?

3.

A

pakah hipotesis kamu diterima atau ditolak? Diskusikan hasilnya

dengan kelompok lain.

Pada umumnya, benda atau zat padat akan memuai atau mengembang

jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Pemuaian dan penyusutan itu

terjadi pada semua bagian benda, yaitu panjang, lebar, dan tebal benda tersebut.

Jika benda padat dipanaskan, suhunya akan naik. Pada suhu yang tinggi, atom

dan molekul penyusun logam tersebut akan bergetar lebih cepat dari biasanya

sehingga logam tersebut akan memuai ke segala arah.

Para perancang bangunan, jembatan, dan jalan raya harus memperhatikan

sifat pemuaian dan penyusutan bahan karena perubahan suhu. Jembatan

umumnya dibuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan lainnya.

Untuk itu, agar sambungan besi baja tidak melengkung karena memuai akibat

147

Ilmu Pengetahuan Alam

terik panas matahari atau menyusut di malam hari, sambungan-sambungan besi

baja tidak boleh dipasang saling rapat satu dengan lainnya. Harus ada rongga

yang cukup di antara sambungan-sambungan itu.

Bimetal dibuat berdasarkan sifat pemuaian zat padat. Bimetal antara lain

dimanfaatkan pada termostat. Prinsip kerja termostat sebagai berikut. Jika udara di

ruangan dingin, keping bimetal pada Gambar 7.15 akan menyusut, membengkok

ke kiri, dan menyentuh logam biasa sehingga kedua ujungnya saling bersentuhan.

Sentuhan antara kedua ujung logam itu menjadikan rangkaian tertutup dan

menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat. Jika untuk mengontrol

ruangan berpendingin, cara kerjanya serupa. Saat ruangan mulai panas, termostat

bengkok dan menghubungkan rangkaian listrik sehingga pendingin kembali

bekerja.

Sumber: Zitzewitz

Gambar 4.14

Rel kereta api dapat melengkung

akibat pemuaian

Pada Malam

Pada Siang Hari

(panas)

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.13

Rel kereta api dibuat bercelah.

Mengapa?

Hasil percobaanmu menunjukkan jika panjang

logam mula-mula sama, untuk logam yang

berbeda ternyata pertambahan panjangnya benda

karena pemuaiannya juga berbeda. Besaran yang

menentukan pemuaian panjang zat padat adalah

koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang

suatu zat padat adalah bilangan yang menunjukkan

pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat

itu jika suhunya dinaikkan 1

o

C .

Logam

Biasa

Keping Bimetal

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 4.15

Termostat memanfaatkan bimetal

148

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Sebagai

c

ontoh,

jik

a

muai

panjang

k

aca

9

x

10

-6

/

o

C berarti jika 1 meter kaca

suhunya bertambah 1

o

C

mak

a

panjang

nya

ber

tambah

0,000009

met

er.

T

abel

4.1 menunjuk

kan koefisien muai panjang beberapa bahan. Berdasarkan tabel

tersebut,

mengapa

alat

laboratorium

menggunakan

kaca

Pyrex?

Tabel 7.1

Koefisien Muai Panjang Bahan

Jenis Bahan

Koefisien Muai Panjang (/

o

C)

Kaca biasa

Kaca

Pyrex

Aluminium

Kuningan

Baja

Tembaga

0,000009

0,000003

0,000026

0,000019

0,000011

0,000017

Penggunaan Matematika

muai

Jika dalam bentuk lambang:

Pertambahan panjang merupakan panjang akhir dikurangi panjang mula-mula

(

L

t

L

o

).

Maka, panjang benda setelah pemuaian dapat ditentukan, yakni

149

Ilmu Pengetahuan Alam

Contoh penerapan:

Panjang aluminium pada suhu 30

o

C adalah 100 cm. Koefisien muai

panjang aluminium adalah 0,000025/

o

C,

hitung panjang aluminium itu

pada suhu 80

o

C!.

Apa yang

diketahui?

Apa masalahnya?

Bagaimana

strateginya?

Bagaimana

penerapannya?

Menentukan panjang

pada 80

o

C, atau

L

t

.

Gunakan persamaan

pemuaian

Langkah penyelesaian:

Jadi, panjang aluminium pada suhu 80

o

C adalah 100,125 cm.

150

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

b.

P

emuaian Luas dan Volume Zat Padat

Jika suatu benda berbentuk lempengan dipanaskan, pemuaian terjadi

pada kedua arah sisi-sisinya. Pemuaian semacam ini disebut pemuaian luas.

Pemasangan pelat-pelat logam selalu memperhatikan terjadinya pemuaian luas.

Pemuaian luas memiliki koefisien muai sebesar dua kali koefisien muai panjang.

Berdasarkan data dalam Tabel 7.1, maka lempengan baja memiliki koefisien muai

luas sebesar 0,000022/

o

C.

Bagaimanakah pemuaian yang dialami oleh kelereng dan balok besi jika

kedua benda tersebut dipanaskan? Benda-benda yang berdimensi tiga (memiliki

panjang, lebar, dan tinggi) akan mengalami muai ruang jika dipanaskan. Pemuaian

ruang memiliki koefisien muai tiga kali koefisien muai panjang. Balok baja jika

dipanaskan akan memuai dengan koefisien muai sebesar 0,000033/

o

C.

Pernahkah kamu menjumpai daun pintu tidak dapat ditutupkan pada bing-

kai pintunya? Kaca jendela tidak dapat masuk ke dalam bingkainya? Hal itu terjadi

karena pemasangan daun pintu dan kaca jendela terlalu rapat dengan bingkainya

sehingga ketika terjadi pemuaian atau penyusutan tidak tersedia lagi rongga yang

cukup.

Perlu Diketahui

Partikel-partikel zat padat selalu bergerak (bergetar). Gerakan partikel

makin cepat sehingga memerlukan ruangan antara partikel yang lebih

besar. Jarak antara partikel makin besar, zat padat itu memuai, bertambah

panjang, bertambah luas, dan akhirnya bertambah volumenya.

2.

Pemua

ian Zat Cair dan Gas

Mengamati Pemuaian Zat Cair Jika Dipanaskan

Apa yang harus disiapkan?

1.

A

lat dilatometer (atau labu didih, sumbat karet, pipa kapiler)

2.

A

lkohol, air yang diberi pewarna, dan minyak goreng

Ayo Kita Lakukan

151

Ilmu Pengetahuan Alam

3.

G

elas kimia dan pemanas spiritus, dan tripod (kaki tiga)

4.

S

tatif dan klem

5.

Termometer

Petunjuk Keselamatan Kerja

Hati-hati saat kamu menjepitkan pipa kapiler dengan statif, agar tidak

pecah. Hati-hati dengan api.

Lakukan langkah-langkah berikut.

1.

M

asukkan air ke dalam labu didih hingga

hampir penuh.

2.

P

asang pipa kapiler pada lubang sumbat

karet.

3.

P

asang sumbat karet pada labu didih

sedemikian rupa sehingga air dari labu

didih masuk ke dalam pipa kapiler. Tandai

permukaan air dalam pipa kapiler.

4.

P

asang labu didih pada statif dan panaskan

seperti Gambar 4.17.

Menalar, Mencoba, dan Mengomunikasikan

Apa yang terjadi pada air di dalam pipa kapiler setelah labu didih

dipanaskan? Menurutmu, mengapa hal itu bisa terjadi?

Percobaan lanjutan: lakukan percobaan untuk menemukan apakah

jenis zat cair berpengaruh terhadap perubahan volume karena pemuaian

zat itu! Diskusikan hasilnya dengan teman-temanmu.

Gambar 4.17

Pemuaian pada zat cair

Sebagaimana zat padat, zat cair juga memuai jika dipanaskan. Bahkan,

pemuaian zat cair relatif lebih mudah atau lebih cepat teramati dibandingkan

dengan pemuaian zat padat. Gas juga memuai jika dipanaskan. Sifat pemuaian

gas harus diperhatikan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika memompa

ban sepeda jangan terlalu keras, seharusnya sesuai ukuran. Carilah contoh gejala

dan pemanfaatan pemuaian zat cair dan gas dalam kehidupan sehari-hari!

152

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Perlu Diketahui

Botol kemasan sirop, kecap,

saos, minyak goreng, tidak

pernah diisi penuh agar tidak

tumpah jika memuai.

Sumber: Dok.

Kemdikbud

Gambar4.18

Mengapa sirop tidak

diisikan penuh dalam

botol kemasan ini?

Penerapan

1.

M

engapa kabel listrik bertegangan tinggi dipasang agak kendur?

2.

P

ada suhu 0

o

C, panjang sebatang besi adalah 200 cm. Jika suhu besi dinaikkan

menjadi 100

o

C, ternyata panjang besi itu menjadi 200,24 cm. Tentukan

koefisien muai panjang besi.

3.

P

anjang sebatang baja pada 20

o

C adalah 40 cm. Jika koefisien muai panjang

baja 0,00002/

o

C, berapa panjangnya pada suhu 70

o

C?

Berbagai macam zat yang ada di alam ini dapat diolah menjadi berba-

gai macam alat yang memudahkan aktivitas manusia dalam kehidupan

sehari-hari. Sebagai contoh, Tuhan menciptakan berbagai jenis logam

yang dapat diolah menjadi alat-alat rumah tangga. Pemanfaatan alat-

alat rumah tangga tersebut harus mempertimbangkan suhu karena pada

suhu yang berbeda membutuhkan alat yang berbeda. Betapa lengkapnya

ciptaan

T

uhan

Y

ang

M

aha

Esa

sehingga

manusia

dapa

t

memenuhi

kebutuhan hidupn

ya. Oleh karena itu, sudah menjadi kewajiban kita untuk

selalu

bersyuk

ur

kepada

T

uhan

Y

ang

M

aha

Esa.

S

alah

sa

tu

wujud

syuk

ur

pada

Tuhan dengan selalu menjaga alam ini dan menggunakan apa yang

ada di sekitar kita sesuai dengan kebutuhan.

Renungan dan Refleksi

153

Ilmu Pengetahuan Alam

Suhu adalah salah satu hal yang menjadi pertimbangan saat

menggunakan berbagai benda di sekitar. Misalnya, ketika memasak,

digunakan alat dari kayu atau alat dari aluminium yang dilapisi bahan

tahan panas pada bagian pegangannya. Penambahan suhu menyebabkan

pemuaian, baik padat, cair, maupun gas. Oleh karena itu, pada pemanfaatan

benda juga harus mempertimbangkan adanya pemuaian. Sebagai contoh

dalam pemasangan jendela, rel kereta api, rangka baja pada jembatan,

dan penyimpanan makanan dalam bentuk cair. Apa yang akan terjadi

seandainya menggunakan benda-benda di sekitar tanpa memperhatikan

pengaruh suhu dan pemuaian yang akan terjadi akibat perubahan suhu

tersebut?

Anaksimenes (526-586) mengungkapkan bahwa udara atau angin

merupakan dasar dari wujud alam semesta. Panas dan dingin

merupakan penyebab udara menciptakan suatu bentuk. Menurutnya

bumi, matahari dan bintang adalah cakram atau piringan di atas udara.

• Ibnu

Sina

(980-1037),

seor

ang

dokt

er

dan

filsuf

.

Di

dunia

bar

at

beliau

dikenal dengan sebutan Avicenna dan memiliki gelar "Bapak

Kedokteran Modern". Ibnu Sina juga penemu termometer.

• William

T

homson

K

alvin(1824-1907)

adalah

seor

ang

ma

tematikawan

I

nggris yang mendedikasikan hidupnya untuk penelitian

termodinamika. Salah satu hasil penelitiannya yang terkenal adalah

penemuan titik nol mutlak yaitu pada suhu -2730C atau yang

beliau sebut sebagai 273K. Penemuan inilah yang dianggap oleh

Royal Science Society sebagai penemuan yang cukup fenomenal

di zamannya sehingga beliau berhak untuk dianugerahi gelar

kebangsawanan yakni, gelar Lord Kalvin.

INFO ILMUWAN

154

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

1.

Suhu men

yatakan tingkat panas dinginnya suatu benda; diukur

dengan termometer

2.

B

erbagai macam termometer:

Termometer zat cair

Termometer kristal cair

Termometer bimetal

3.

B

erbagai skala termometer: Celcius, Kelvin, Fahrenheit, dan Reamur

4.

P

erubahan suhu menyebabkan pemuaian pada benda. Pemuaian

dapat terjadi pada zat padat, cair, maupun gas.

RANGKUMAN

U

JI

KOMP

e

T

e

NSI

Review

1.

Jelask

an pengertian suhu!

2.

Bagaimana pr

insip kerja termometer zat cair, termometer bimetal, dan

termometer kristal cair?

3.

Bua

ya sering mengangakan mulutnya dalam waktu yang lama. Mengapa hal

itu dilakukan?

P

e

N

e

RAPAN

Kerjakan soal-soal berikut dengan benar.

4.

Jelask

an prinsip kerja bimetal sebagai sensor suhu pada setrika listrik!

5.

Konversikan:

a.

77

o

F = .......

o

C = ......

o

R = ....... K

b.

333 K = .......

o

C = ......

o

R = ........ oF

6.

S

ebatang tembaga (koefisien muai panjangnya ada pada Tabel 7.1) pada suhu

28

o

C panjangnya 80 m. Berapakah pertambahan panjangnya, jika tembaga

dipanaskan sampai suhunya 78

o

C?

155

Ilmu Pengetahuan Alam

7.

B

erikut ini adalah grafik panjang sebatang logam terhadap suhunya

a.

B

erdasarkan data pada grafik tersebut. Tentukan koefisien muai

panjang logam itu.

b.

B

erdasarkan hasil perhitunganmu, dan Tabel 4.1, kemungkinan besar apa

jenis logam tersebut?

8.

P

erhatikan tabel hasil percobaan tentang pemuaian zat cair berikut ini.

Jenis Zat Cair

Volume pada suhu 30

o

C

(mL)

Volume pada suhu 80

o

C

(mL)

Air

400

404,2

Minyak goreng

400

414,5

Alkohol

400

422,0

a.

Rumusk

an masalah yang sesuai dengan tabel di atas!

b.

B

erdasarkan masalah dan data tabel tersebut, apa kesimpulannya?

Suatu benda diukur suhunya dengan termometer berskala Celcius,

Fahrenheit, dan Reamur. Ternyata, hasil pengukuran suhunya berbeda-

beda. Apakah hal ini berarti tingkat panas benda itu berbeda-beda juga?

Jelaskan!

Berpikir Kritis

156

Kelas VII SMP/MTs

Semester 1

Rancang dan lakukan penyelidikan yang dapat menunjukkan gejala

pemuaian zat gas. Sebagai bantuan, gas memang tidak bisa dilihat, tetapi

gelembung gas di dalam zat cair dapat diamati. Gas yang memuai akan

mampu mendesak sesuatu. Laporkan hasil kegiatanmu secara tertulis.

T

UGAS

P

ROJ

e

K