Kenapa Nak Kira Suhu Berbeza – beza Unit? Selsius La, Fahrenheit La Kelvin La, Mana Satu Paling Bagus?

Sekali lagi Haziq bergaduh dengan Peah. Peah telah berjaya mencipta skala suhu yang baharu dan dinamakan dengan darjah Peah. Haziq rasa tercabar dan kemudian turut mencipta skala suhu yang baharu. Hasilnya mereka bergaduh, skala suhu manakah yang lebih baik.

Mungkin kita dapat membantu menyelesaikan permasalahan ini, namun sebelum itu mungkin kita patut lihat skala-skala suhu yang wujud setakat ini.

SKALA-SKALA SUHU

  1. Darjah Newton,°N

Saintis terkenal Isaac Newton (1642-1727) telah mencipta skala suhunya pada tahun 1701. Beliau menetapkan suhu rujukan 0 sebagai suhu di mana pembekuan air mula berlaku dan suhu rujukan kedua adalah suhu badan manusia iaitu pada 12. Simbol yang digunakan untuk suhu ini adalah °N.

  • Darjah Romer/ Roemer, °Rf

Skala suhu ini pula dicipta oleh Ole Christensen Rømer (1644 -1710) seorang ahli astronomi Denmark pada tahun 1701. Beliau menetapkan  suhu 0 kepada suhu di mana Brine (campuran air-garam) membeku dan suhu 60 untuk suhu air mendidih. Simbol yang digunakan adalah °Rf, namun terkadang simbol untuk suhu ini juga ditulis sebagai °R, namun simbol ini tidak digunakan kerana untuk mengelakkan kekeliruan dengan simbol suhu Rankine.

  • Darjah Fahrenheit, °F

Skala suhu ini diperkenalkan oleh seorang ahli fizik,  Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) pada tahun 1724. Beliau mengadaptasi Skala Romer ke sistem skalanya. Beliau melakukan beberapa perubahan suhu rujukan kepada sistem skala beliau namun yang rujukan terakhir yang ditetapkan adalah suhu 32 untuk suhu di mana pembekuan bermula dan 212 suhu di mana air mula mendidih. Skala suhu ini masih digunakan secara meluas di Amerika Syarikat. Simbol °F digunakan untuk merujuk suhu ini.

  • Darjah Réaumur, °Ré / °Re / °r

Skala ini dicipta oleh René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) pada tahun 1730. Suhu 0 ditetapkan kepada suhu air membeku dan 80 untuk suhu air mendidih. Skala suhu ini pernah digunakan secara meluas di Eropah sebelum ianya kini hampir pupus. Simbol °Ré, °Re dan  °r digunakan untuk merujuk pada suhu ini.

  • Darjah Delisle, °D

Skala ini dicipta oleh Joseph Nicolas Delisle (1688 -1768), seorang ahli astronomi Perancis. Skala ini dicipta pada 1732 dengan menggunakan suhu 0 untuk suhu air mendidih sebagai suhu rujukan. Tiada suhu rujukan untuk takat suhu bawah. Pada tahun  1738,  seorang profesor bidang perubatan dan anatomi, Josias Weitbrecht (1702 -1747) membuat sedikit perubahan pada skala Delisle dengan menambah suhu 150 untuk suhu air mula membeku. Skala ini berbeza dengan skala yang sebelum ini. Ini kerana makin panas sesuatu benda, suhunya makin mengecil, begitu pula makin sejuk sesuatu benda suhunya makin meninggi. Simbol °D digunakan untuk suhu ini.

  • Darjah Celsius, °C

Skala ini dicipta oleh Anders Celsius (1701 – 1744) seorang ahli astronomi dari Sweden. Pada tahun 1742, beliau mereka skala ini dengan menetapkan suhu 100 sebagai suhu air membeku dan suhu 0 sebagai suhu air mendidih. Ya, skala ini sama dengan pendekatan oleh Delisle pada skalanya. Namun pada tahun 1743, seorang ahli fizik Jean Pierre Christin telah menerbalikkan sistem skala ini dengan menetapkan suhu 0 sebagai suhu air membeku dan 100 sebagai suhu air mendidih. Skala ini menggunakan simbol °C.  Jadi, skala Celsius yang dipakai sekarang bukanlah skala yang asli dari encik Celsius.

  • Kelvin, K

Skala ini dicipta oleh William Thomson (1824 –1907) seorang ahli matematik, saintis dan jurutera British. Skala ini adalah skala sifar mutlak (Absolute zero). Ini bermakna suhu paling rendah ialah 0. William Thomson membuat pengiraan titik sifat mutlak dan mendapati suhu tersebut adalah pada -273.15°C. Mana tiada nilai negatif pada skala Kelvin. Menariknya lagi skala ini, skala ini tidak diawali dengan perkataan darjah. Memadai menyebut 3 K sahaja (disebut tiga Kelvin).

  • Darjah Rankine, °R

Skala ini dicipta oleh Macquorn Rankine (1820 –1872) seorang ahli fizik dan jurutera. Dengan menggunakan konsep yang sama seperti skala Kelvin, beliau menggunakan titik sifar mutlak dengan membandingkannya dengan suhu Fahrenheit. Dengan itu suhu sifar mutlak adalah pada ?459.67 °F. Simbol  °R digunakan untuk sistem skala ini.

Rajah 1 : Perbandingan lapan jenis skala suhu

Bagaimana ingin menukar unit di antara suhu tersebut? Jika kita bayangkan lapan buah termometer yang mengandungi cecair yang sama, tetapi skala yang berbeza. Maka, kadar perubahan ketinggian adalah sama  dengan tetapi skala mereka yang berbeza. Maka konsep nisbah boleh digunakan untuk mendapatkan suhu pada skala yang berbeza. Untuk memendekkan cerita, rumus di bawah boleh digunakan secara umum untuk kesemua unit pertukaran.

Di mana TB adalah suhu skala baharu, TA adalah suhu skala lama, SDB adalah suhu didih skala baharu, SBB adalah suhu beku skala baharu, SDA adalah suhu didih skala lama, SBA adalah suhu beku skala lama, Jadi berbalik kepada skala Peah dan skala Haziq, apakah rujukan kepada skala-skala tersebut?

RUJUKAN SKALA PEAH DAN SKALA HAZIQ

Menurut Peah, skala Peah merupakan skala sifar mutlak yang berasaskan skala Réaumur. Ini bermakna suhu sifar mutlak (-218.52°Re) menurut skala Réaumur dianggap setara dengan suhu 0 di skala Peah. Ini menjadikan hubungan di antara skala Peah dan skala Réaumur adalah seperti berikut.

Haziq pula mengatakan bahawa skala Haziq adalah ditetapkan dengan suhu rujukan 0 sebagai suhu di mana air membeku dan 250 suhu di mana air mendidih (Jangan tanya kenapa 250, mungkin nombor ini ada nilai sentimental di sisi Haziq). Maka hubungan antara skala Haziq dan skala Celcius adalah seperti di bawah.

Perbandingan diantara skala Celcius, Réaumur, Peah dan Haziq pula digambarkan oleh rajah di bawah.


Rajah 2 : Perbandingan antara skala Peah, Haziq, Celsius dan Réaumur

Jadi, untuk menjawab persoalan skala suhu mana yang lebih baik antara skala Peah dan skala Haziq, saya semestinya memilih skala Peah dengan alasan Peah comel. Namun bagi sisi pembaca, saya serahkan pada anda semua untuk menilai skala mana yang lebih baik.

Disediakan oleh,

Nurudin Abdul Settar.

Pensyarah Bidang Kejuruteraan.

.

.

Rujukan

[1]         D. Hilger and G. Toth, “Temperature Scales and their Inventors,” Journal Philatelia Chimica et Physica, vol. 37, no. 2. 2016.

[2]         U. Grigull, “Newton’s temperature scale and the law of cooling,” Wärme- und Stoffübertragung, vol. 18, no. 4, pp. 195–199, Dec. 1984, doi: 10.1007/BF01007129.

[3]         R. J. Soulen, “A brief history of the development of temperature scales: the contributions of Fahrenheit and Kelvin,” Supercond. Sci. Technol., vol. 4, no. 11, pp. 696–699, Nov. 1991, doi: 10.1088/0953-2048/4/11/040.

[4]         R. H. Romer, “Temperature scales: Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Réamur, and Ro/mer,” The Physics Teacher, vol. 20, no. 7. pp. 450–454, 1982, doi: 10.1119/1.2341110.

Total
20
Shares
Leave a Reply

Your email address will not be published.

Related Posts