1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari dapat dirasakan adanya udara sejuk, dingin,

hangat dan panas. Untuk merasakan sejuk, dingin, hangat dan panas orang

menggunakan indera peraba dan perasa. Indera peraba dan perasa manusia

adalah kulit dan lidah.

Kedua indera tersebut tidak dapat digunakan untuk mengukur panas-

dingin suatu benda dengan tepat. Panas-dingin suatu benda atau derajat panas

suatu benda dinyatakan secara tepat dengan suatu besaran. Apakah besaran

tersebut?

Panas-dingin suatu benda dapat diukur dengan tepat menggunakan suatu

alat. Alat tersebut dinamakan termometer. Mengenai panas-dingin suatu

benda dan termometer akan dibahas dalam bab ini.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Bagaimana peta konsep pada materi suhu di Fisika SMP?

1.2.2 Bagaimana sejarah dari materi suhu?

1.2.3 Apa saja materi-materi konsep suhu di Fisika SMP?

1.2.4 Bagaimana penerapan dalam teknologi dari materi suhu?

1.2.5 Model pembelajaran apa yang dapat digunakan dalam menyampaikan

materi suhu di SMP?

1.3 Tujuan

1.3.1 Memahami peta konsep pada materi suhu di Fisika SMP.

1.3.2 Mengetahui sejarah dari suhu.

1.3.3 Memahami materi-materi konsep suhu di Fisika SMP.

1.3.4 Mengetahui penerapan dalam teknologi dari materi suhu.

1.3.5 Mengetahui model pembelajaran yang dapat digunakan dalam

menyampaikan materi suhu di SMP.

2

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 Peta Konsep

2.2 Sejarah Suhu

Sejak zaman dulu manusia berusaha mengukur suhu. Dan bukan hanya

ingin mengetahui suhu benda atau cuaca, tapi juga suhu badan manusia.

Hipokrates, misalnya, telah menyadari bahwa suhu badan manusia bersangkut

paut erat dengan kesehatan manusia bersangkutan. Namun baru sekitar 2000

tahun kemudian, ahli medik Santorio Santorio dapat menggunakan

termometer untuk mengukur suhu pasien. Dapat dikatakan, bahwa dialah

dokter pertama yang menggunakan termometer sebagai alat bantu diagnosa

penyakit.

Usaha untuk menciptakan alat yang dapat mengukur suhu, yakni

termometer, timbul di kalangan ahli astronomi dan ahli ilmu alam. Mereka

mengetahui, bahwa suhu dapat membuat zat memuai. Karena itu, mereka

berusaha menggunakan ukuran muai zat itu sebagai dasar untuk mengukur

suhu. Sekalipun demikian, pengukuran temperartur secara teliti, tidaklah

SUHU

PENGERTIAN SUHU TERMOMETER SATUAN

1. KELVIN (K)

2. CELCIUS (C)

3. FAHRENHEIT (F)

4. REAMUR (R)

PENERAPAN SUHU

3

terjadi dengan mudah. Mereka perlu menemukan zat yang tepat, teknik yang

tepat, serta skala ukur yang tepat untuk dapat mengukur suhu secara cermat.

Tangan atau indra peraba kita tidak dapat dengan tepat digunakan sebagai

alat pengukur suhu. Para ilmuan telah menyelidiki dan menemukan suatu alat

pengukur dengan tepat dan bersifat standar, dalam arti dapat dipakai secara

internasional yang dinamakan termometer. Dalam SI, satuan suatu suhu

dinyatakan dalam Kelvin, sedangkan di Indonesia atau dikehidupan sehari-

hari dinyatakan dalam derajat celcius (°C). Sifat zat yang diukur untuk

menyatakan suatu suhu disebut sifat termometrik.

2.3 Materi Suhu

2.3.1 Pengertian suhu

Suhu adalah derajat (tingkat) panas suatu benda atau ukuran panas-

dinginnya suatu benda. Suhu sering juga disebut temperatur. Suhu dapat

dirasakan dan dapat diukur. Oleh karena dapat diukur, suhu termasuk besaran.

Suhu, yang dilambangkan dengan T, termasuk besaran pokok. Besaran ini

menggunakan satuan derajat (°).

Suhu tidak sama dengan panas. Panas adalah sejenis energi yang dapat

dimiliki oleh suatu benda. Ketika dipanaskan, misalnya dibakar, sepotong

besi atau tembaga mendapatkan banyak energi panas. Energi panas

menjadikan potongan besi atau tembaga tersebut bersuhu tinggi atau panas.

Ketika dingin, potongan besi atau tembaga itu menjadi bersuhu lebih rendah.

2.3.2 Termometer

2.3.2.1 Alat Ukur Suhu

Alat pengukur suhu disebut termometer. Bagaimana termometer

dapat menunjukkan suhu? Cara kerja termometer secara garis besar dapat

dijelaskan sebagai berikut.

a. Bila tandon zat cair terkena (dikenai) panas (dapat berupa panas dari

benda) zat cair dalam tandon akan mengembang (memuai).

b. Oleh karena zat cair dalam tandon memuai, zat cair tersebut masuk ke

celah kapiler. Selanjutnya, zat cair tersebut berhenti pada skala suhu

4

tertentu. Skala itulah yang menunjukkan suhu benda yang

bersangkutan.

Gambar 2.1 memperlihatkan bentuk dasar termometer beserta bagian-

bagiannya.

Termometer yang digunakan harus memenuhi sifat-sifat berikut :

- skalanya mudah dibaca

- aman untuk digunakan

- kepekaan pengukurannya

- lebar jangkauan yang suhu mampu diukur

Zat cair yang sering digunakan sebagai pengisi termometer yaitu

raksa atau alkohol. Keduanya dipilih karena masing-masing

mempunyai kelebihan. Raksa membeku pada suhu –39°C dan mendidih

pada suhu yang cukup tinggi, yaitu 357°C. Mengenai °C dijelaskan

dalam materi selanjutnya. Alkohol membeku pada suhu –114,9°C dan

mendidih pada suhu 78°C. Berdasarkan data ini, termometer raksa

5

paling tepat untuk mengukur suhu-suhu tinggi (sampai dengan 357°C).

Sementara itu, termometer alkohol paling sesuai untuk mengukur suhu-

suhu rendah (sampai dengan –144,9°C). Kelebihan lain yang dimiliki

raksa, yaitu mengilap sehingga mudah dilihat. Raksa tampak jelas saat

naik atau turun akibat memuai atau menyusut karena mengalami

pemanasan atau pendinginan.

Mengapa air tidak digunakan sebagai zat cait pengisi termometer?

Air memiliki titik beku 0°C dan titik didih 100°C. Berdasarkan hal ini,

diketahui bahwa air memiliki lebar jangkauan pengukuran yang cukup

rendah. Sehingga bila akan mengukur benda dengan suhu yang terlalu

tinggi atau terlalu rendah maka termometer dengan zat cair pengisi

termometer tidak mampu menjangkaunya. Jika suhu benda yang diukur

di bawah 0°C maka air akan membeku dan jika suhu benda yang diukur

di atas 100°C maka air akan menguap. Oleh karenanya air kurang tepat

digunakan sebagai zat cair pengisi termometer.

2.3.2.2 Macam-macam Termometer

1. Termometer 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 berikut ini:

6

Gambar 2.2 termometer zat cair

Cairan terletak pada tabung kapiler dari kaca yangmemiliki bagian

penyimpan (reservoir/ labu).

Beberapa termometer yang menggunakan zat cair akan

dibahas berikut ini.

a. Termometer laboratorium

Bentuknya panjang dengan skala dari -10C sampai 110°C

menggunakan raksa.

Termometer Laboratorium digunakan untuk perlengkapan

praktikum di laboratorium.

Gambar 2.3: termometer laboratorium

b. Termometer suhu badan

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan

manusia. Termometer suhu badan ini ada dua jenis yaitu:

termometer klinis dan termometer digital.

Gambar 2.4: termometer klinis

7

Gambar 2.5: termometer digital.

2. Termometer Bimetal

Termometer bimetal mekanik adalah sebuah termometer

yang terbuat dari dua buah kepingan logam yang memiliki

koefisien muai berbeda yang dikeling (dipelat) menjadi satu. Kata

bimetal sendiri memiliki arti yaitu bi berarti dua sedangkan kata

metal berarti logam, sehingga bimetal berarti “dua logam”. Pada

termometer, keping bimetal dapat difungsikan sebagai penunjuk

arah karena jika kepingan menerima rangsangan berupa suhu, maka

keping akan langsung melengkung karena pemuaian panjang pada

logam.

Gambar 2.6: termometer bimetal

8

3. Termometer 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 2.7: termometer kristal cair

2.3.3 Satuan Suhu berdasarkan Skala Termometer

Hingga saat ini dikenal beberapa jenis termometer. Jenis

termometer tersebut berdasarkan nama penemunya. Perbedaan jenis

termometer tersebut terletak pada skala derajat suhu, patokan tetap titik

bawah, dan patokan tetap titik atas.

a. Termometer Celsius

Termometer Celsius ditemukan oleh Andreas Celcius (1701–

1744), seorang ahli fisika dari Swedia. Celcius menentukan titik tetap

bawah skala termometer dengan patokan suhu es yang sedang mencair,

yang diberi skala 0°. Titik tetap atasnya berpatokan pada suhu air

mendidih pada tekanan 76 cmHg, yang diberi skala 100°. Satuan suhu

yang diukur menggunakan termometer Celsius yaitu derajat celsius,

ditulis: °C.

b. Termometer Reamur

Termometer ini dikenalkan oleh Reamur, seorang ahli fisika

berkebangsaan Prancis. Reamur menentukan titik tetap bawah dan titik

9

tetap atas skala termometer sama seperti Andreas Celcius. Namun,

Reamur memberi skala 0° untuk titik tetap bawah dan 80° untuk titik

tetap atas termometernya. Satuan suhu yang diukur menggunakan

termometer Reamur yaitu derajat reamur, ditulis: °R.

c. Termometer Fahrenheit

Termometer jenis ini dikenalkan oleh Gabriel D. Fahrenheit,

seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman. Fahrenheit menetapkan titik

tetap bawah, yaitu suhu campuran es dan garam amonium klorida. Titik

ini ditetapkan menjadi 0°F. Suhu campuran air dan es (titik beku air)

pada termometer Fahrenheit diberi skala 32°F. Sementara titik tetap

atas termometer ini, yaitu suhu air mendidih diberi skala 212°F.

Adanya perbedaan titik tetap bawah dan atas ketiga jenis termometer

menyebabkan munculnya hubungan menarik dari ketiga skala tersebut.

Hubungan tersebut yaitu pada perubahan nilai (konversi) antar satuan

suhu.

d. Termometer Kelvin

Lord Kelvin, seorang ilmuwan Inggris (1824–1907) mencoba

sesuatu yang berbeda pada termometer Celsius. Kelvin menggunakan

termometer Celsius dengan mengubah skala titik tetap atas dan titik

tetap bawahnya.

100°C = 373 K

0°C = 273 K

0 K = –273°C

Suhu yang dinyatakan dengan skala Kelvin disebut suhu mutlak

dan dilambangkan dengan T. Skala Kelvin (simbol: K) adalah skala

suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan kelvin

didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika

gerakan molekuler berhenti), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16

dari suhu termodinamik triple point air (0,01 C). Simbol unit kelvin

selalu menggunakan huruf besar K dan tidak pernah dimiringkan,

10

berbeda dengan Fahrenheit dan Celsius. Ini karena kedua skala yang

disebut terakhir adalah skala ukuran sementara kelvin adalah unit

ukuran.

Skala pada termometer dibuat berbeda-beda tergantung pada titik

tetap atas maupun bawah yang digunakan oleh penemu dari masing-

masing skala termometer. Fahrenheit menentukan titik nol (0 °F) pada

skalanya sebagai suhu di mana campuran sama rata antara es dan garam

melebur dan 96 derajat sebagai temperatur darahnya (dia pada awalnya

menggunakan darah kuda untuk menandakan skalanya). Celsius

bergantung pada definisi tekanan atmosferik standar yang sendiri

bergantung kepada definisi suhu. Definisi resmi Celsius saat ini

menyatakan bahwa 0,01 °C berada pada triple point air dan satu derajat

adalah 1/273,16 dari perbedaan suhu antara triple point air dan nol

absolut. Reamur menggunakan campuran anggur dan air dalam

bandingan 4 dan 1. Ia menemukan bahwa 1000 satuan volume zat

demikian pada temperatur beku air akan berkembang menjadi 1080

satuan volume pada temperatur didih air. Karena itu reamur membagi

jarak dari titik beku air ke titik didih air ke dalam 1080-1000 = 80

bagian. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah

nol absolut (ketika gerakan molekuler berhenti), dan satu kelvin adalah

pecahan 1/273,16 dari suhu termodinamik triple point air (0,01 °C).

Titik nol pada skala Rankine adalah nol absolut, tapi satu derajat

Rankine didefinisikan sama dengan satu derajat Fahrenheit. 459.67 °R

sama dengan 0 °F.

Konversi antar satuan suhu

Sebelum melakukan konversi antar satuan suhu, terlebih dahulu

dilakukan peneraan skala termometer. Peneraan skala termometer ini

dilakukan untuk menentukan skala dan perbandingan yang sesuai untuk

termometer yang berbeda dari keempat termometer yang sudah

11

terstandar (yaitu termometer Celcius, termometer Reamur, termometer

Fahrenheit, dan termometer Kelvin). Sebagai contoh dilakukan

peneraan antara termometer Celcius dan termometer Fahrenheit.

Termometer Celcius

Gambar 2.8: Skala suhu pada termometer

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

Dengan memperhatikan titik tetap bawah (dibandingkan mulai dari nol

semua), perbandingan angka suhunya:

tC : tR : (tF - 32) : (tK -273) = 5 : 4 : 9 : 5

2.4 Penerapan Suhu

Termometer digunakan untuk mengukur suhu sesuai fungsinya masing-

masing berdasarkan jenis-jenis termometer. Misalnya, termometer badan

digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia.

Saat memanggang roti menggunakan oven, perlu diatur suhu yang sesuai

untuk mendapatkan tingkat kematangan roti yang diharapkan.

Dalam pembuatan es krim atau es batu, diperlukan suhu yang sesuai untuk

membekukan es tersebut.

Pendingin ruangan (AC) yang memerlukan pengaturan suhu untuk

menggunakannya.

Pada inkubator juga dipasang termometer yang biasa disebut dengan

termostat yang berfungsi untuk mengatur suhu inkubator tersebut.

12

2.5 Model Pembelajaran Suhu

Salah satu materi Fisika yang memiliki konsep konkret yaitu suhu. Pada

materi suhu membutuhkan sebuah model pembelajaran yang tepat. Salah satu

model pembelajaran yang dapat digunakan untuk menjelaskan materi yang

bersifat abstrak adalah model pembelajaran PBI (Problem Based Instruction).

Langkah-langkah model pembelajaran PBI

1. Guru menjelaskan kompetensi yang akan dicapai dan menyebutkan sarana

atau alat pendukung yang dibutuhkan. Memotivasi peserta didik untuk

terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dipilih.

2. Guru membantu peserta didik mendefinisikan dan mengorganisasikan

tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut (menetapkan

topik, tugas, jadwal, dll.)

3. Guru mendorong peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang

sesuai, eksperimen untuk mendapatkan penjelasan, pengumpulan data,

hipotesis, dan pemecahan masalah.

4. Guru membantu peserta didik dalam merencanakan/menyiapkan karya

yang sesuai seperti laporan dan membantu mereka berbagi tugas dengan

temannya

5. Guru membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi

terhadap eksperimen mereka dan proses-proses yang mereka gunakan

Dalam model pembelajaran ini, siswa dapat dilakukan untuk melakukan

kerja proyek, misalnya membuat termometer sederhana.

13

BAB 3

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.1.1 Peta Konsep Suhu

3.1.2 Sejarah Suhu

Sejak zaman dulu manusia berusaha mengukur suhu. Dan bukan hanya

ingin mengetahui suhu benda atau cuaca, tapi juga suhu badan manusia.

Usaha untuk menciptakan alat yang dapat mengukur suhu, timbul di

kalangan ahli astronomi dan ahli ilmu alam. Para ilmuan telah

menyelidiki dan menemukan suatu alat pengukur dengan tepat dan

bersifat standar, dalam arti dapat dipakai secara internasional yang

dinamakan termometer.

3.1.3 Materi Suhu

SUHU

PENGERTIAN SUHU TERMOMETER SATUAN

1. KELVIN (K)

2. CELCIUS (C)

3. FAHRENHEIT (F)

4. REAMUR (R)

PENERAPAN SUHU

14

Suhu adalah derajat (tingkat) panas suatu benda atau ukuran panas-

dinginnya suatu benda. Alat pengukur suhu disebut termometer.

Macam-macam termometer di antaranya termometer zat cair (terdiri

dari termometer laboratorium, termometer suhu badan), termometer

bimetal, termometer kristal cair. Skala C: skala R: skala F: skala K = 5 :

4 : 9 : 5

3.1.4 Penerapan Suhu

- Termometer badan digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia.

- Saat memanggang roti menggunakan oven, perlu diatur suhu yang

sesuai untuk mendapatkan tingkat kematangan roti yang diharapkan.

- Dalam pembuatan es krim atau es batu, diperlukan suhu yang sesuai

untuk membekukan es tersebut.

- Pendingin ruangan (AC) yang memerlukan pengaturan suhu untuk

menggunakannya.

3.1.5 Model Pembelajaran yang Sesuai

Salah satu model pembelajaran yang dapat digunakan untuk

menjelaskan materi yang bersifat abstrak adalah model pembelajaran

analogi. Model pembelajaran analogi merupakan pembelajaran yang

menggunakan persamaan dalam penjelasan fenomena ilmiah.

3.2 Saran

Dalam menyampaikan materi suhu pada pembelajaran di kelas, hendaknya

dipilih model pembelajaran yang sesuai, agar materi yang disampaikan dapat

dipahami siswa dengan baik.

Antara penyampaian materi, materi dalam makalah, dan juga kenyataan

dalam kehidupan sehari-hari jika ditemukan ketidaksesuaian dimohon

masukan dari pembaca untuk perbaikan.

15

DAFTAR PUSTAKA

Fikri, Kanzum dkk. 2012. Penerapan Pembelajaran Fisika dengan Analogi untuk

Meningkatkan Hasil belajar Siswa SMA. Jurnal Unness.

Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan. 2013. Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta:

Politeknik Negeri Media Kolektif.

Rahmawati, Siti. 2013. Pengembangan E-Book Berbasis Multimedia Sebagai

Sumber Belajar Fisika SMA/MA Kelas X Materi Suhu dan Kalor. Artikel Ilmiah.

Sudjino. 2008. IPA TERPADU untuk SMP/MTs Kelas VII. Jakarta: Pusat

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.