Mengapa Skala Kelvin Tidak Memiliki Derajat? - Jasa Ukur Uji

Saat kita menulis suhu menggunakan skala Celsius, Fahrenheit, atau Reamur, kita akan menyertakan simbol derajat (°). Pernahkah kalian bertanya-tanya mengapa tidak ada simbol derajat juga di skala Kelvin?

Jawabannya ada hubungannya dengan definisi derajat. Derajat adalah perubahan suhu yang kita ukur dengan skala. Ukuran derajat adalah tergantung terhadap suatu hal. Misalnya, awal mula skala Celcius diatur sedemikian rupa sehingga 0°C adalah titik beku air, sedangkan 100°C adalah titik didih air. Mengapa air? Karena itu adalah zat atau benda yang akrab dan masuk akal bagi tiap orang.

Tapi, skala suhu bisa dengan mudah kita rancang di sekitar titik beku dan titik didih metana. Kita bahkan dapat merancang skala suhu sendiri di sekitar apa yang kalian anggap terasa panas dan dingin. Jika kalian melakukannya, skala itu akan menggunakan derajat.

Skala Celsius terdahulu dan skala pribadi kalian itu adalah contoh skala suhu relatif. Skala Celsius modern berdasarkan pada nol mutlak dan titik tripel air, tetapi masih ada alasan lain mengapa ia menggunakan derajat. Kita akan membahasnya di bagian selanjutnya.

Mengapa Tidak Memiliki Derajat

Kelvin berbeda karena merupakan skala mutlak. 0 K adalah nol mutlak — titik di mana molekul gas tidak memiliki energi panas. Tidak ada suhu negatif pada skala suhu Kelvin. Ini bukan hanya tentang titik akhir. Suhu adalah ukuran jumlah energi yang dikandung oleh molekul. Satuan Kelvin mencerminkan hal ini, di mana menggandakan suhu Kelvin berarti kita menggandakan energi panas.

Derajat skala Celcius mungkin tampak seperti Kelvin, hanya naik 273, tetapi jika kalian menggandakan suhu Celcius, kalian tidak menggandakan energi panas. Menggandakan 20 °C memberi hasil 40 °C, yang terasa jauh lebih panas, tetapi tidak terlalu berarti dari perspektif termodinamika.

Lebih buruk lagi, bagaimana jika kalian menggandakan (-40)°C? Apakah mendapatkan (-80)°C atau (-20)°C? Kita dapat melihat mengapa rumus ilmiah sering menanyakan menggunakan suhu Kelvin.

Mengapa Menggunakan Skala Kelvin?

Selain menghindari masalah matematika, seperti berurusan dengan angka negatif dalam skala suhu lainnya, ada dua alasan lain untuk menggunakan skala Kelvin. Pertama, K adalah satuan SI yang disetujui (satuan metrik), jadi ini adalah skala standar di seluruh dunia. Negara seperti Amerika Serikat yang familiar menggunakan Fahrenheit, terutama karena itu adalah ukuran derajat sangat berguna untuk mengekspresikan suhu tubuh dan cuaca. Namun untuk sains, bahkan orang Amerika pun menggunakan Celsius dan Kelvin.

Alasan kedua adalah bahwa skala Kelvin dapat kita gunakan untuk menyatakan suhu yang sangat dingin dan panas pada skala yang sama (skala nilai numerik positif). Jika kita ingin membandingkan suhu nitrogen cair dan besi panas-merah, skala Kelvin adalah cara yang tepat.

Sekarang, ketika kita berbicara tentang suhu Matahari, tidak masalah apakah ingin menggunakan Celcius atau Kelvin, karena perbedaan 273 derajat itu dapat kita abaikan.