PENENTUAN SKALA SUHU KELVIN MEMAKAI TERMOMETER GAS VOLUME KONSTAN
LAPORAN PRAKTIKUM
PENENTUAN SKALA
SUHU KELVIN
MEMAKAI TERMOMETER
GAS VOLUME KONSTAN
Rizqi
Shaleh Syawaludin
C1401211018
ST09.2
Dosen
Penanggung Jawab Praktikum
Drs.
Sidikrubadi Pramudito, M. Si
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
IPB UNIVERSITY
2021
Tujuan
Praktikum ini bertujuan menjelaskan
cara kerja termometer gas volume konstan dan menentukan skala suhu mutlak
(kelvin).
Teori Singkat
Suhu adalah derajat panas atau
dingin yang diukur berdasarkan skala tertentu dengan menggunakan termometer
(Supu et al. 2016). Menurut SI satuan
dari suhu adalah Kelvin (K). Terdapat pula skala-skala lain, seperti Celcius,
Fahrenheit, dan Reamur (Kreith 1991). Kesetimbangan termal adalah keadaan yang
dicapai oleh dua (atau lebih) sistem yang dicirikan oleh keterbatasan harga
koordinat sistem itu setelah sistem saling berantaraksi melalui dinding
diaterm. Termometer memanfaatkan sifat termometrik zat yaitu sifat fisis zat
yang berubah jika dipanaskan. Bila sebuah benda dipanaskan atau didinginkan
maka sebagian dari sifat fisisnya berubah. Sifat fisis yang berubah dengan temperatur
atau suhu dinamakan sifat termometrik (Maniar et al. 2016). Perubahan sifat termometrik menunjukkan perubahan suhu
benda tersebut.
Alat untuk untuk mengukur besarnya
suhu suatu benda adalah termometer (Fadilah et
al. 2020). Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan
pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Berdasarkan sifat
termometrik yang dimiliki suatu benda, jenis-jenis termometer diantaranya
termometer zat cair, termometer gas, termometer hambatan, termokopel,
pirometer, termometer bimetal, dan sebagainya. Namun berdasarkan hasil tampilan
pengukurannya, termometer dibagi menjadi
termometer analog dan termometer digital (Kreith 1991). Terdapat dua macam
termometer gas, yaitu termometer yang volume gasnya dijaga dan termometer yang
tekanan gasnya dijaga tetap. Prinsip kerja dari termometer gas yaitu perubahan
suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya tetap. Termometer gas tekanan
tetap dibuat berdasarkan pada perubahan volume gas yang berubah karena adanya
perubahan temperatur. Pada proses volume tetap, kenaikan temperatur
mengakibatkan tekanan gas naik dan sebaliknya penurunan temperatur akan
mengakibatkan tekanan gas menurun. Pada proses tekanan tetap, volume gas akan
bertambah jika temperatur gas naik dan sebaliknya volume gas akan mengecil jika
temperatur gas turun. Contoh dari termometer yang ada di sekitar adalah termometer
gun. Suhu nol mutlak atau suhu nol kelvin menyatakan suhu dimana
partikel-partikel dalam suatu benda mutlak diam atau suhu dimana energi kinetic
partikel sama dengan nol. Suhu nol kelvin bernilai sama dengan -273.16°C
(Januhari 2016).
Data
Pengolahan Data
A. Percobaan Pertama
Perhitungan a dan ∆a, dan perhitungan b dan ∆b menggunakan bantuan aplikasi microsoft excel dengan rumus perbandingan P (mmHg) terhadap T (°C) yaitu {=LINEST(D3:D13;C3:C13;TRUE;TRUE)}.
Dari pengolahan data tersebut didapatkan hasil :
Perhitungan a dan ∆a, dan perhitungan b dan ∆b menggunakan bantuan aplikasi microsoft excel dengan rumus perbandingan P (mmHg) terhadap T (°C) yaitu {=LINEST(D16:D26;C16:C26;TRUE;TRUE)}.
Dari pengolahan data tersebut didapatkan hasil :
Perhitungan a dan ∆a, dan perhitungan b dan ∆b menggunakan bantuan aplikasi microsoft excel dengan rumus perbandingan P (mmHg) terhadap T (°C) yaitu {=LINEST(D31:D41;C31:C41;TRUE;TRUE)}
Dari pengolahan data tersebut didapatkan hasil :
Pembahasan
Penentuan suhu mutlak yang dilakukan
dengan termometer gas tetap dilakukan dengan tiga kali percobaan. Berdasarkan
hasil pengukuran data yang dihasilkan menunjukkan bahwa semakin turunnya suhu (°C)
menyebabkan semakin turunnya tekanan. Pengukuran dari variasi tekanan dengan
perubahan terhadap suhu dapat dibuat dalam grafik. Grafik tekanan terhadap suhu
(pada volume tetap) mencerminkan kesimpulan yang sama bahwa volume dan tekanan
gas berkurang dan bergerak mendekati nol pada suhu -273°C. Karena nilai
terendah dari tekanan dan volume yang mungkin inilah, Thomson menyimpulkan
bahwa pada -273°C merupakan suhu terendah yang mungkin. Ulangan percobaan yang
dilakukan dengan mengubah jumlah molekul gas yang dipakai. Jumlah molekul gas yang dipakai menyebabkan
tekanan yang berada dalam termometer gas tetap mengecil.
Hasil nol mutlak dari setiap percobaan mempunyai nilai yang berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, seperti volume gas, suhu, tekanan, dan jumlah mol gas. Pada percobaan ini volume gas tetap, tetapi jumlah mol gas tiap percobaan berbeda. Hal tersebut menyebabkan perbedaan nilai nol mutlak tiap percobaan. Perlakuan mengubah jumlah mol gas dapat menyebabkan perbedaan tekanan yang dihasilkan pada termometer gas. Tekanan yang dihasilkan akan berbanding lurus dengan suhunya. Sehingga dari jumlah mol gas yang berbeda akan menyebabkan tekanan yang dihasilkan tiap percobaan berbeda, maka suhu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu nol mutlak akan berbeda tiap percobaan. Sesuai dengan hukum Charles bahwasanya apabila tekanan gas yang berada di dalam suatu ruangan tertutup bersifat konstan, maka suhu mutlaknya akan berbanding lurus dengan volume gas tersebut.
Helium adalah gas yang paling banyak
digunakan untuk tujuan termometrik karena helium menjadi cair saat temperatur
rendah dibanding gas lainnya, dan oleh karena itu, termometer helium dapat
digunakan untuk mengukur temperatur lebih rendah daripada termometer gas
lainnya. Dengan menggunakan gas helium maka kita dapat mengukur nilai dari suhu
nol mutlaknya. Kesalahan dalam penentuan suhu nol mutlak dapat terjadi ketika
pengkalibrasi dua termometer seperti cairan dalam tabung dan termometer tahanan,
hingga keduanya cocok. Namun keduanya belum tentu tepat sama pada suhu di daerah
pertengahan. Perkiraan suhu yang berbeda untuk setiap gas, tapi ternyata
terbukti sama untuk banyak gas yang berbeda. Praktikan tidak dapat mengamati
kondisi tekanan secara benar dan kesebandingan antara tekanan serta suhu yang
tidak sinkron.
Simpulan
Cara kerja termometer gas volume
konstan yaitu dengan menggunakan prinsip kerja pemuaian gas bervolume yang
berkaitan dengan tekanan dan suhu yang dapat memengaruhi penentuan suhu nol
mutlak. Kenaikan temperatur mengakibatkan tekanan gas naik dan sebaliknya
penurunan temperatur akan mengakibatkan tekanan gas menurun. Wadah yang berisi
gas yang juga sudah dirancang agar gas selalu berada dalam volume
yang tetap. sehingga
yang diukur cuma perubahan tekanannya
saja. Penentuan suhu nol mutlak dengan satuan kelvin bisa didapatkan
dengan menggunakan dua cara yaitu secara eksperimen dengan menggunakan aplikasi
Microsoft Excel dengan metode kuadrat
terkecil.
Daftar Pustaka
Fadilah H, Helma. 2020. Penaksiran
suhu ruangan pada termometer dengan menggunakan inverse regression. [diakses 2021 Nov 5]; 3(1):28-32. http://ejournal.unp.ac.id/students/index.php/mat/article/download/8904/3966.
Januhari NNU. 2016. Perancangan
sistem informasi monitoring suhu ruangan berbasis
twitter.
Jurnal Sistem dan Informatika. [diakses
2021 Nov 5]; 11(1): 137-146. https://jsi.stikom-bali.ac.id/index.php/jsi/article/view/97.
Kreith,
Frank. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan
Panas. 3rd ed. Jakarta:
Erlangga.
Maniar WB, Budinigarti H. 2016. Penerapan
model pembelajaran inkuiri berbasis laboratorium untuk meningkatkan kemampuan
berpikir kritis siswa pada materi suhu dan kalor kelas X di SMA muhammadiyah 1
gresik. Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika
(JIPF). [diakses 2021 Nov 05]; 5(3):303-307. https://ejournal.unesa.ac.id/index.php/inovasipendidikanfisika/article/view/21901/20088.
Maulidiyah. 2018. Suhu dan pemuaian.
Sidoarjo: Universitas Muhammadiyah Sidoarjo.
Supu I, Usman B, Basri S, Sunarmi.
2016. Pengaruh suhu terhadap perpindahan panas pada material yang berbeda. Jurnal Dinamika. [diakses 2021 Nov 4];
7(1):62-73. file:///C:/Users/Sony/Downloads/612-1060-1-SM.pdf.
Komentar
Posting Komentar