Apakah suhu termasuk perubahan fisika atau kimia? (dan mengapa?)

Suhu merupakan perubahan fisika karena mengukur energi kinetik rata-rata partikel suatu zat dan tidak berarti perubahan komposisi kimia atau identitas zat tersebut. Ini adalah perubahan reversibel yang dapat berfluktuasi tergantung pada jumlah energi yang ada dalam sistem.

Ya, itu hanya jawaban sederhana. Namun ada beberapa hal lagi yang perlu diketahui tentang topik ini yang akan membuat konsep Anda menjadi lebih jelas.

Jadi mari kita langsung ke sana.

Mengapa suhu termasuk sifat fisika?

Suhu dianggap sebagai sifat fisik karena menggambarkan karakteristik suatu zat atau sistem yang dapat diukur tanpa mengubah komposisi kimianya. Dengan kata lain, suhu adalah sifat dasar materi yang dapat diukur dan dibandingkan antar zat tanpa mengubah identitasnya.

Berikut adalah beberapa alasan utama mengapa suhu diklasifikasikan sebagai sifat fisik:

• Tidak bergantung pada jumlah zat: Suhu tidak bergantung pada jumlah zat yang ada. Baik Anda memiliki sampel kecil atau besar, suhunya tetap sama jika berada dalam kesetimbangan termal . Misalnya, secangkir air panas dan kolam renang berisi air panas mungkin memiliki suhu yang sama, namun kolam renang tersebut mengandung jumlah air yang jauh lebih banyak.
• Dapat diukur dengan instrumen fisik: Suhu dapat diukur menggunakan berbagai instrumen fisik seperti termometer, termokopel, dan sensor inframerah. Instrumen ini dapat mendeteksi energi panas suatu zat dan memberikan nilai numerik yang mewakili suhunya.
• Mempengaruhi perilaku fisik: Suhu mempengaruhi perilaku fisik materi. Ini menentukan apakah suatu zat berada dalam keadaan padat, cair atau gas (transisi fase) dan juga mempengaruhi kepadatan, volume dan tekanannya. Misalnya, ketika air dipanaskan, ia berubah menjadi uap seiring dengan kenaikan suhunya.
• Ini adalah properti intensif: Properti intensif adalah properti yang tidak bergantung pada ukuran atau massa sistem. Suhu merupakan sifat intensif karena nilainya tetap sama untuk bahan tertentu, berapapun ukuran sampelnya.
• Digunakan untuk karakterisasi dan perbandingan: Ilmuwan dan insinyur menggunakan suhu sebagai parameter penting untuk mengkarakterisasi dan membandingkan zat dan sistem. Ia memainkan peran penting dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan, seperti fisika, kimia, teknik, meteorologi dan banyak lagi.

Singkatnya, suhu merupakan sifat fisika karena suhu menggambarkan sifat dasar suatu materi yang dapat diukur secara independen dari jumlah zat dan yang mempengaruhi perilaku fisiknya. Kemampuannya untuk diukur dan dibandingkan antara zat yang berbeda menjadikannya sebuah konsep penting dalam studi ilmu fisika.

Mengapa suhu bukan merupakan sifat kimia?

Suhu bukanlah suatu sifat kimia karena tidak bergantung pada komposisi kimia suatu zat. Sifat kimia, di sisi lain, adalah karakteristik suatu zat yang menggambarkan bagaimana ia berinteraksi dengan zat lain dan bagaimana ia mengalami perubahan kimia.

Sifat kimia berkaitan dengan struktur internal dan komposisi suatu bahan serta bagaimana bahan tersebut bereaksi dengan zat lain untuk membentuk senyawa baru. Mereka melibatkan perubahan identitas kimia suatu zat. Misalnya, sifat mudah terbakar, reaktivitas dengan asam atau basa, dan potensi oksidasi merupakan contoh sifat kimia.

Sebaliknya, suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata partikel suatu zat dan tidak dipengaruhi oleh komposisi kimianya. Dua zat dengan komposisi kimia yang sangat berbeda dapat mempunyai suhu yang sama jika berada dalam kesetimbangan termal.

Misalnya, segelas air dan segelas etanol dapat memiliki suhu yang sama meskipun secara kimiawi berbeda.

Suhu pada dasarnya adalah sifat termodinamika, terkait dengan keadaan energi suatu zat, dan mencirikan panas atau dingin suatu sistem.

Ini merupakan sifat ekstrinsik, artinya dapat dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti perpindahan panas, namun tidak mengubah sifat kimia zat secara mendasar.

Singkatnya, suhu bukanlah suatu sifat kimia karena suhu tidak menggambarkan perilaku kimia atau identitas suatu zat; sebaliknya, ini adalah sifat fisik yang mencerminkan energi kinetik rata-rata partikel yang terkandung dalam zat tersebut.

Bagaimana suhu diukur?

Suhu biasanya diukur menggunakan berbagai jenis termometer atau sensor suhu. Pilihan metode pengukuran bergantung pada aplikasi, kisaran suhu yang akan diukur, dan tingkat akurasi yang diperlukan.

Berikut adalah beberapa metode umum untuk mengukur suhu:

1. Termometer Cairan Kaca: Ini adalah jenis termometer tradisional dan sederhana. Ini adalah tabung kaca berisi cairan, biasanya merkuri atau alkohol, yang mengembang atau menyusut seiring perubahan suhu. Suhu ditentukan dengan membaca ketinggian cairan terhadap skala pada termometer.
2. Termometer Strip Bimetalik: Termometer jenis ini menggunakan dua strip logam berbeda dengan koefisien muai panas berbeda, yang diikat menjadi satu. Ketika suhu berubah, strip menekuk karena tingkat ekspansi yang berbeda, dan pergerakan yang dihasilkan dapat diukur untuk menentukan suhu.
3. Termokopel: Termokopel adalah sensor suhu yang terbuat dari dua kabel logam berbeda yang dihubungkan pada salah satu ujungnya. Ketika ada perbedaan suhu antara kedua ujungnya, tegangan dihasilkan dan suhu dapat dihitung berdasarkan tegangan tersebut. Termokopel banyak digunakan karena rentang suhunya yang luas dan waktu respons yang cepat.
4. Detektor Suhu Resistansi (RTD): RTD adalah sensor suhu yang terbuat dari logam murni, biasanya platinum, dengan hubungan resistansi-suhu yang diketahui dan dapat diulang. Ketika suhu berubah, resistansi RTD berubah dan perubahan ini digunakan untuk menghitung suhu.
5. Termometer inframerah: Termometer inframerah , juga disebut termometer non-kontak, mengukur suhu dengan mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan suatu benda. Mereka tidak memerlukan kontak langsung dengan objek dan berguna untuk mengukur suhu objek yang jauh atau tidak dapat diakses.
6. Termistor: Termistor adalah sensor suhu yang menggunakan bahan semikonduktor yang resistansinya sangat bergantung pada suhu. Resistansinya berkurang atau meningkat seiring dengan perubahan suhu, dan perubahan resistansi ini digunakan untuk menentukan suhu.
7. Pirometer: Pirometer digunakan untuk mengukur suhu tinggi, biasanya di lingkungan industri. Mereka bekerja berdasarkan prinsip deteksi radiasi dan cocok untuk mengukur suhu benda yang sangat panas, seperti tungku dan metalurgi.
8. Termometer digital: Termometer digital menggunakan sensor elektronik untuk mengukur suhu dan memberikan pembacaan suhu digital. Mereka sering kali dilengkapi dengan fitur tambahan seperti penyimpanan memori, alarm, dan kemampuan pencatatan data.

Setiap metode pengukuran suhu memiliki kelebihan dan keterbatasannya masing-masing, dan pemilihan metode yang tepat bergantung pada faktor-faktor seperti keakuratan yang diperlukan, kisaran suhu yang akan diukur, dan aplikasi spesifik atau industri yang terlibat.

Bacaan lebih lanjut

Apakah titik leleh termasuk sifat intensif atau ekstensif?
Apakah panjang termasuk sifat intensif atau ekstensif?
Apakah propertinya bersuhu tinggi atau luas?
Apakah warna termasuk sifat intensif atau ekstensif?
Apakah propertinya intensif atau ekstensif secara massal?