TEMPERATUR

Kesetaraan temperatur

Biarkanlah dua benda terisolasi dari lingkungannya tapi letakkan bersentuhan satu dengan yang lainnya. Jika yang satu lebih panas daripada yang lainnya, benda yang lebih panas akan menjadi lebih dingin dan benda yang lebih dingin akan menjadi lebih panas, kedua benda tersebut akan mengalami perubahan sampai semua properti mereka (misalnya, tahanan listrik) berhenti berubah. Ketika hal ini terjadi, kedua benda tersebut dikatakan telah mencapai kesetimbangan termal. Jadi, kita menyatakan bahwa dua sistem memiliki temperatur yang sama jika tidak ada perubahan pada properti-propertinyaketika kedua sistem tersebut saling bersentuhan. Dengan kata lain, jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal temperatur keduanya dipostulasikan bernilai sama.

Ada suatu pengamatan jelas yang disebut hukum ke-nol termodinamika: jika dua sistem memiliki temperatur yang sama dengan suatu sistem ketiga, keduanya memiliki temperatur yang sama.

Skala temperatur relatif

Untuk membuat suatu skala temperatur, kita memilih sejumlah subdivisi, yang disebut derajat, di antara dua titik yang tetap dan mudah diulangi, tiik es dan titik uap. Titik es (ice point) terjadi ketika es dan air berada dalam kesetimbangan pada tekanan 101 kPa; titik uap (steam point) terjadi ketika air cair dan uapnya berada dalam kesetimbangan pada tekanan 101 kPa. Pada skala Fahrenheit terdapat 180 derajat di antara kedua titik tersebut; pada skala Celcius (yang resminya disebut Centigrade), terdapat 100 derajat. Pada skala Fahrenheit titik es diberikan nilai 32 dan pada skala Celcius diberikan niali 0. Nilai-nilai ini memungkinkan kita untuk meuliskan

t_F = 9/5 t_C +32

t_C = 5/9 (t_F – 32)

Skala temperatur absolut

Hukum kedua termodinamika memungkinkan kita untuk mendefinisika suatu skala temperatur absolut; akan tetapi, karena saat ini kita belum memiliki hukum kedua tersebut sedangkan kita perlu segera menggunakan temperatur absolut, maka akan diberikan skala temperatur absolut empiris.

Hubungan antara temperatur absolut dan relatif adalah

T_F = t_F + 459,67

T_C = t_C + 273,15

Dimana subskrip “F” mengacu kepada skala Fahrenheit dan subskrip “C” kepada skala Celcius. (Nilai 460 dan 273 digunakan jika tingkat akurasi yang tepat tidak diperlukan). Temperatur absolut pada skala Fahrenheit diberikan dalam derajat Rankine (^oR), dan pada skala Celcius diberikan dalam kelvin (K). Catatan: 300 K dibaca “300 Kelvin”, bukan “300 derajat Kelvin”. Kita tidak menggunakan simbol derajat untuk temperatur yang diukur dalam kelvin.

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.