SUHU DAN PENGUKURAN

1. Pengertian Suhu
Apa yang akan dirasakan oleh jarimu jika dimasukkan ke dalam air es? Ya, air es akan terasa dingin. Dingin boleh dikatakan sebagai salah satu ukuran dari suhu suatu benda. Benda yang dingin mempunyai suhu yang lebih rendah dari benda yang panas. Dari pernyataan ini suhu dapat difenisikan sebagai derajat/tingkatan panas suatu benda atau kuantitas panas suatu benda. Seperti dalam materi sebelumnya, suhu merupakan salah satu besaran pokok dengan satuan derajat Kelvin.
2. Alat Ukur Suhu
Untuk menentukan panas atau tidaknya suatu benda, kita dapat menggunakan jari tangan kita, tetapi tangan tidak dapat dipakai untuk menentukan tingkat panas suatu benda secara tetap.

Alat yang tepat untuk mengukur suhu benda adalah termometer.
Macam – macam termometer
A. Berdasarnya zat termometriknya, termometer dapat dibedakan menjadi :
1) Termometer zat padat.
Termometer zat padat menggunakan prinsip perubahan hambatan logam konduktor terhadapap suhu sehingga sering juga disebut sebagai termometer hambatan. Biasanya termometer ini menggunakan kawat platina halus yang dililitkan pad mika dan dimasukkan dalam tabung perak tipis tahan panas.
Contoh: Termometer platina

2) Termometer zat cair.
Termometer zat cair dibuat berdasarkan perubahan volume. Zat cair yang digunakan biasanya raksa atau alkohol. Contoh termometer Fahrenheit, Celcius, Reamur.
Alasan pemilihan raksa atau alkohol sebagai isi termometer adalah sebagai berikut:
1. mudah dilihat karena raksa terlihat mengkilap sedangkan alkohol dapat diberi warna merah.
2. daerah ukurannya sangat luas (raksa : – 390C s/d 3370C dan alkohol: -1140C – 780C)
3. keduanya merupakan panghantar kalor yang baik
4. keduanya mempunyai kalor jenis yang kecil.

3) Termometer gas
Termomter gas menggunakan prinsip pengaruh suhu terhadap tekanan. Bagan alat ini sama seperti nanometer. Pipa U yang berisi raksa mula-mula permukaannya sama tinggi. Jika salah satu ujungnya dihubungkan dengan ruangan yang bersisi gas bertekanan, maka akan terjadi selisih tinggi.
Contoh: termometer gas pada volume gas tetap

B. Berdasarkan pembuatnya, antara lain:
1) termometer Celcius
2)termometer Fahrenheit
3) termometer Reamur
4)termometer Kelvin
C. Berdasarkan penggunaanya, antara lain:
1) Termometer Laboratorium
Termometer yang biasanya digunakan untuk eksperimen di lab.

b. Termometer suhu badan / klinis
Termometer khusus untuk mengukur suhu badan manusia. Termometer ini biasanya digunakan dalam bidang medis dan mempunyai batas skala 34-42 0C.

4. Skala Termometer
A. Fahrenheit
Pada tahun 1714, seorang ilmuwan Jerman yang bernama Daniel George Fahrenheit membuat termometer yang mula-mula diisi alkohol dan kemudian diganti dengan raksa. Sebagai titik tetap pertama ia menggunakan campuran es dan garam dapur yang diberi angka 00F (suhu terendah yang ia ketahui) dan titik tetap kedua ia menggunakan tubuh manusia dan diberi angka 960C.
Berdasarkan definisi modern, skala termometer Fahrenheit adalah skala dengan temperatur air mendidih ditetapkan sebagai 212 derajat dan temperatur es melebur sebagai 32 derajat.
Pada jaman dulu termometer ini banyak digunakan di Eropa dan Amerika Serikat, tetapi pada saat ini negara-negara di Eropa sudah banyak beralih ke termometer Celcius sedangkan Amerika Serikat masih tetap menggunakannya.
B. Celcius
Sekitar 20 tahun setelah Fahrenheit membuat termometer, seorang profesor dari Swedia yang bernama Ander Celsius juga membuat termometer. Termometer ini menggunakan titik tetap bawah adalah suhu es sedang mencair sebagai 00C dan titik tetap atas adalah suhu air sedang mendidih sebagai 1000C masing-masing pada tekanan standar. Skala antar kedua temperatur ini dibagi dalam 100 derajat.
Termometer ini banyak digunakan oleh negara-negara di dunia, termasuk Indonesia.

C. Kelvin
Pada dasarnya skala kelvin sama dengan skala celcius (seperseratus). Hanya saja skala kelvin dimulai dari suhu nol mutlak (0 K) yang besarnya sama dengan -273,150C. Sehingga untuk suhu es mencair sama dengan 273,15 K dan air mendidih sama dengan 373,15 K.
Perbandingan antar skala termometer
2. Konversi Antar Skala Termometer
Untuk mengkorvensi suhu menurut termometer satu ke suhu menurut termometer yang lain, digunakan persamaan sebagai berikut :

Untuk skala Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin berlaku:

READ MORE - SUHU DAN PENGUKURAN

Mengapa Proton dan Neutron berada dalam inti atom ?

Nama : Musawwir
NPM :080401070013
Kelas :Fisika 2008 A

Mengapa Proton dan Neutron berada dalam inti atom ? mengapa bukan Elektron yang berada di Inti?

yang kita tau, inti atom terdiri dari proton dan neutron. nah, mengapa harus proton dan neutron yang ada di inti ? kenapa tidak elektron yang berada di inti ? mengapa elektron bergerak mengelilingi inti?

karena proton dan neutron lebih massif daripada elektron. massa proton dan neutron sekitar 1 sma, sedangkan massa elektron sekitar 1/1000 kalinya.
Proton dan neutron bukanlah partikel elementer, melainkan komposit yang terbuat dari 3 buah quark, sedangkan elektron merupakan anggota lepton yang bermuatan -1. Jumlah elektron ini sangat menentukan sifat atom2.
Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan elemen dari suatu atom.
Jumlah proton dan neutron menentukan tipe dari nucleus atau inti atom. Preoton dan neutron hampir memiliki massa yang sama, kombinasi jumlah, jumlah massa, rata-rata sama dengan massa atomic sebuah atom. Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan dari elektron.Kombinasi massa dari electron sangat kecil secara perbandingan terhadap massa nucleus, dikarenakan berat proton dan neutron hampir 2000 kali massa electron.
Jumlah netron dalam inti atom menentukan isotop elemen tersebut. Jumlah proton dan netron dalam inti atom saling berhubungan; biasanya dalam jumlah yang sama, dalam nukleus besar ada beberapa netron lebih. Kedua jumlah tersebut menentukan jenis nukleus. Proton dan netron memiliki masa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua masa tersebut disebut nomor massa, dan beratnya hampir sama dengan massa atom ( tiap isotop memiliki masa yang unik ). Masa dari elektron sangat kecil dan tidak menyumbang banyak kepada masa atom.

READ MORE - Mengapa Proton dan Neutron berada dalam inti atom ?

MAKALAH KELOMPOK XV
BOLA LAMPU

DIKUTIP DARI BERBAGAI REFERENSI, INTERNET, DLL

DISUSUN OLEH
MUSAWWIR (080401070013)
SAIFUL HAK (080401070065)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS KANJURUHAN
MALANG
2010



Daftar isi

• 1 Sejarah
• 2 Konstruksi
– 2.1 Bola lampu
– 2.2 Gas pengisi
– 2.3 Kaki lampu
• 3 Operasi
– 3.1 cara kerja bola lampu
– 3.2 cara penghematan
– 3.3 resiko bola lampu pada lingkungan
• 4 Efisiensi
• 5 Saran
• 5 Daftar pustaka/Referensi



BAB I
MATERI
A. Sejarah
Pengembangan lampu pijar sudah dimulai pada awal abad XIX. Sejarah lampu pijar dapat dikatakan telah dimulai dengan ditemukannya tumpukan volta oleh Alessandro Volta. Pada tahun 1802, Sir Humphry Davy menunjukkan bahwa arus listrik dapat memanaskan seuntai logam tipis hingga menyala putih. Lalu, pada tahun 1820, Warren De la Rue merancang sebuah lampu dengan cara menempatkan sebuah kumparan logam mulia platina di dalam sebuah tabung lalu mengalirkan arus listrik melaluinya. Hanya saja, harga logam platina yang sangat tinggi menghalangi pendayagunaan penemuan ini lebih lanju. Elemen karbon juga sempat digunakan, namun karbon dengan cepat dapat teroksidasi di udara; oleh karena itu, jawabannya adalah dengan menempatkan elemen dalam vakum.
Pada tahun 1870-an, seorang penemu bernama Thomas Alva Edison dari Menlo Park, negara bagian New Jersey, Amerika Serikat, mulai ikut serta dalam usaha merancang lampu pijar.Dengan menggunakan elemen platina, Edison mendapatkan paten pertamanya pada bulan April 1879. Rancangan ini relatif tidak praktis namun Edison tetap berusaha mencari elemen lain yang dapat dipanaskan secara ekonomis dan efisien. Di tahun yang sama, Sir Joseph Wilson Swan juga menciptakan lampu pijar yang dapat bertahan selama 13,5 jam. Sebagian besar filamen lampu pijar yang diciptakan pada saat itu putus dalam waktu yang sangat singkat sehingga tidak berarti secara komersial. Untuk menyelesaikan masalah ini, Edison kembali mencoba menggunakan untaian karbon yang ditempatkan dalam bola lampu hampa udara hingga pada tanggal 19 Oktober 1879 dia berhasil menyalakan lampu yang mampu bertahan selama 40 jam.

penemuan Joseph Swan's 1878 (kiri) dan Thomas Edison tahun 1879(kanan)

B. Konstruksi
Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca, filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu yang terdiri dari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu.

1. Bola lampu
2. Gas bertekanan rendah (argon, neon, nitrogen)
3. Filamen wolfram
4. Kawat penghubung ke kaki tengah
5. Kawat penghubung ke ulir
6. Kawat penyangga
7. Kaca penyangga
8. Kontak listrik di ulir
9. Sekrup ulir
10. Isolator
11. Kontak listrik di kaki tengah
a. Bola lampu
Selubung gelas yang menutup rapat filamen suatu lampu pijar disebut dengan bola lampu. Macam-macam bentuk bola lampu antara lain adalah bentuk bola, bentuk jamur, bentuk lilin, dan bentuk lustre. Warna bola lampu antara lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau kuning.
b. Gas pengisi
Pada awalnya bagian dalam bola lampu pijar dibuat hampa udara namun belakangan diisi dengan gas mulia bertekanan rendah seperti argon, neon, kripton, dan xenon atau gas yang bersifat tidak reaktif seperti nitrogen sehingga filamen tidak teroksidasi. Konstruksi lampu halogen juga menggunakan prinsip yang sama dengan lampu pijar biasa, perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk mengisi bola lampu.
c. Kaki lampu
Dua jenis kaki lampu adalah kaki lampu berulir dan kaki lampu bayonet yang dapat dibedakan dengan kode huruf E (Edison) dan B (Bayonet), diikuti dengan angka yang menunjukkan diameter kaki lampu dalam milimeter seperti E27 dan E14.
C. Operasi
Pada dasarnya filamen pada sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor. Saat dialiri arus listrik, filamen tersebut menjadi sangat panas, berkisar antara 2800 derajat Kelvin hingga maksimum 3700 derajat Kelvin.. Ini menyebabkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya berwarna kuning kemerahan. Pada temperatur yang sangat tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang kasatmata. Hal ini sejalan dengan teori radiasi benda hitam.
Indeks renderasi warna menyatakan apakah warna obyek tampak alami apabila diberi cahaya lampu tersebut dan diberi nilai antara 0 sampai 100. Angka 100 artinya warna benda yang disinari akan terlihat sesuai dengan warna aslinya. Indeks renderasi warna lampu pijar mendekati 100.


Foto yang sangat diperbesar dari filamen lampu pijar 200 Watt

a.Cara kerja lampu pijar
Saat bola lampu pijar di hidupkan, arus listrik akan mengalir dari Electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif.

Elektron di sepanjang filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan mengetarkan atom atau arus listrik memanaskan atom.

Ikatan elektron dalam atom-atom yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat energinya kembali ketingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam bentuk poton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk poton-poton sinar infrared yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Tetapi bila dipanaskan sampai temperatur 2.200 derajat Celcius, cahaya yang dipancarkan dapat kita lihat seperti halnya bola lampu pijar yang sering kita pakai sehari-hari.

b. Cara Menghemat Listrik Pada Lampu
1.Pilih Lampu yang daya wattnya kecil tapi cahaya lampunya terang
2. Padamkan lampu apabila ruangan tidak dipakai.
3. Padamkan lampu pada siang hari.
4. Kurangi penerangan listrik yang berlebihan.
4. Atur letak perabot agar tidak menghalangi cahaya lampu dalam ruangan.
6. Menyalakan lampu halaman/taman bila hari benar-benar telah mulai gelap.
7. Matikan lampu halaman/taman bila hari sudah mulai terang kembali.

c. Resiko bola lampu pada lingkungan
Bola lampu fluoresen lebih hemat energi dan lebih awet dibandingkan bola lampu biasa. Suatu data menunjukkan dengan hasil cahaya yang sama, untuk pemakaian 5 jam bola lampu fluoresen hanya membutuhkan listrik 25,5 kWH sedangkan bola lampu biasa 109,5 kWH. Usia rata-rata bola lampu fluoresen 10.000 jam sedangkan bola lampu biasa 1.500 jam.Tetapi dari hal positif tersebut di atas, ada sesuatu yang menghawatirkan, ternyata bola lampu fluoresen menggunakan uap air raksa dan fosfor, ketika dialiri listrik elemen ini saling bereaksi menimbulkan cahaya dengan hanya sedikit melepas panas. Nah ….. uap air raksa inilah, walaupun konsentrasinya rendah, bila penanganan pembuangan tidak dilakukan dengan benar dapat merusak lingkungan.
Beberapa sumber mengatakan, bila pembuangan bola lampu fluoresen tidak dilakukan dengan benar dapat menyebabkan air raksa terlepas ke udara atau meresap ke tanah. Pada akhirnya karena proses alam, air raksa tersebut akan masuk ke dalam air, proses biologi akan mengubahnya menjadi racun berbahaya yang dapat bertahan lama.
Air raksa dalam air diubah oleh bakteri menjadi metilmerkuri, semacam racun yang akhirnya menumpuk pada binatang (ikan) dan yang mengkonsumsi ikan. Umumnya manusia akan teracuni air raksa akibat mengkonsumsi ikan yang tercemar dengan tanda-tanda keracunan: mati rasa pada bagian lengan dan kaki, berkurangnya daya ingat, pendengaran dan penglihatan serta akibat-akibat lainnya.


D. Efisiensi
Efisiensi lampu atau dengan kata lain disebut dengan efikasi luminus adalah nilai yang menunjukkan besar efisiensi pengalihan energi listrik ke cahaya dan dinyatakan dalam satuan lumen per Watt. Kurang lebih 90% daya yang digunakan oleh lampu pijar dilepaskan sebagai radiasi panas dan hanya 10% yang dipancarkan dalam radiasi cahaya kasat mata.
Pada tegangan 120 volt, nilai keluaran cahaya lampu pijar 100W biasanya adalah 1.750 lumen, maka efisiensinya adalah 17,5 lumen per Watt. Sementara itu pada tegangan 230 volt seperti yang digunakan di Indonesia, nilai keluaran bolam 100W adalah 1.380 lumen atau setara dengan 13,8 lumen per Watt. Nilai ini sangatlah rendah bila dibandingkan dengan nilai keluaran sumber cahaya putih "ideal" yaitu 242,5 lumen per Watt, atau 683 lumen per Watt untuk cahaya pada panjang gelombang hijau-kuning di mana mata manusia sangatlah peka. Efisiensi yang sangat rendah ini disebabkan karena pada temperatur kerja, filamen wolfram meradiasikan sejumlah besar radiasi inframerah.
Pada tabel di bawah ini terdaftar tingkat efisiensi pencahayaan beberapa jenis lampu pijar biasa bertegangan 120 volt dan beberapa sumber cahaya ideal.
Jenis Efisiensi lampu lumen/Watt
Lampu pijar 40 Watt 1.9% 12.6
Lampu pijar 60 Watt 2.1% 14.5
Lampu pijar 100 Watt 2.6% 17.5
Radiator benda hitam 4000 K ideal
7.0% 47.5
Radiator benda hitam 7000 K ideal 14% 95
Sumber cahaya monokromatis 555 nm (hijau) ideal 100% 683


BAB II
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca, filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu yang terdiri dari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu. Selubung gelas yang menutup rapat filamen suatu lampu pijar disebut dengan bola lampu. Macam-macam bentuk bola lampu antara lain adalah bentuk bola, bentuk jamur, bentuk lilin, dan bentuk lustre. Warna bola lampu antara lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau kuning.
B. SARAN UNTUK KITA SEMUA
• Kita harus pintar-pintar memilih lampu yang akan kita gunakan
• Jangan memilih lampu yang beresiko tinggi
• Gunakan lampu seperlunya saja
• Atur letak lampu sedemikian rupa sehingga letak lampu strategis hal ini dilakukan agar nyala lampu dapat maksimal
• Gunakan lampu yang wattnya kecil dan menghasilkan cahaya yang lebih terang


Daftar Pustaka (referensi)
• internet
• Klipstein, Donald L. (2006). The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Diakses pada 10 April 2010
• Gale Cengage.; Stacey L. Blachford (2006). "Light Bulb." How Products are Made. eNotes.com. Diakses pada 23 April 2010
• Round MES Type (E10) : Small Bulbs & Lamps : Maplin. Diakses pada 23 April 2010
• Bellis, Mary The History of Incandescent Lightbulb. About.com. Diakses pada 23 April 2010
• Covington, Edward "Early Incandescent Lamp". Diakses pada 23 April 2010
• The History of the light bulb. National Science Foundation: Interactive Nano-Visualization in Science and Engineering Education. Diakses pada 23 April 2010
• SNI 03-6575-2001 Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Buatan Pada Bangunan Gedung, Badan Standardisasi Nasional, 2001
• SNI 04-1704-1989 Persyaratan keamanan lampu berfilamen tungsten untuk penerangan rumah tangga dan penerangan umum yang sejenis, Badan Standardisasi Nasional, 2006

READ MORE -