Tangan atau indra peraba kita tidak dapat mengukur
suhu dengan akurat. Suhu merupakan suatu besaran yang menunjukkan ukuran atau derajat panas dan dinginnya suatu benda.
Termometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhu.
 |
| Termometer |
Termometer dibuat
berdasarkan sifat termometrik suatu zat. Sifat termometrik merupakan sifat-sifat benda yang dapat berubah akibat terjadinya
perubahan suhu pada benda tersebut. Beberapa sifat termometrik benda,
antara lain sebagai berikut.
1. Perubahan suhu;
misalnya es (zat padat) apabila dipanaskan, maka akan melebur menjadi air (zat
cair).
2. Perubahan volume;
milsanya apabila udara di dalam plastik tertutup direndam di air panas, maka
akan memuai hingga plastik mengembang.
3. Perubahan daya hantar listrik, apabila kabel (kawat penghantar listrik) dipanaskan,
maka nyala lampu dalam rangkaian akan meredup karena daya hantar listrik pada
kabel berkurang.
4. Perubahan warna;
misalnya apabila sebatang besi dipanaskan, maka besi akan berpijar.
Jenis-jenis Termometer
a. Termometer Zat Cair
Termometer yang
sering digunakan adalah termometer yang terbuat dari tabung
kaca berisi zat cair. Sifat
termometrik dari zat cair yaitu adanya perubahan volume, yaitu memuai ketika dipanaskan dan
menyusut pada saat didinginkan.
Zat cair yang digunakan untuk mengisi tabung termometer adalah alkohol dan raksa. Alkohol dan
raksa dipilih karena memiliki kelebihan apabila dibandingkan dengan zat
lainnya.
1. Kelebihan alkohol sebagai pengisi thermometer antara lain: pemuaiannya
teratur, memiliki
koeisien muai yang besar, dan memiliki
titik beku yang rendah (-115°C), sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu
yang rendah.
Sedangkan kelemahan
alkohol sebagai zat pengisi
thermometer antara lain: membasahi dinding kaca, memiliki titik didih rendah (80 °C), sehingga
tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi, dan kalor jenisnya tinggi, sehingga membutuhkan energi yang
besar untuk menaikkan suhu.
2. Kelebihan
raksa sebagai zat pengisi thermometer antara lain: warnanya
mengilap, sehingga mudah dilihat, tidak
membasahi dinding kaca, mudah menyesuaikan
dengan suhu sekitarnya, dan titik
didihnya tinggi (357 °C), sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu
yang tingi.
Sedangkan kelemahan
raksa sebagai zat pengisi thermometer antara lain: harga
raksa mahal, tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu
rendah, dan raksa termasuk zat beracun, sehingga
berbahaya jika tabung pecah.
1) Termometer Klinis
Termometer klinis digunakan untuk mengukur suhu tubuh
manusia. Skala ukurnya hanya 35-42 C. Termometer ini menggunakan zat muai raksa
(Hg) dan merupakan termometer maksimum karena hanya dapat mengukur suhu
tertinggi.
2) Termometer Maksimum –
Minimum Six-Bellani
Termometer Maksimum-Minimum Six-Bellani digunakan
untuk mengukur suhu tertinggi dan terendah di suatu tempat. Skala ukurnya
antara – 20 – 50 0C, menggunakan zat muai alkohol dan raksa yang
dilengkapi dengan keping baja sebagai penunjuk skala.
3) Termometer Ruang
Ciri-ciri termometer ruang adalah sebagai berikut.
a) untuk mengukur suhu ruangan.
b) menggunakan zat muai logam, tetapi ada pula yang
menggunakan raksa.
c) merupakan jenis thermometer maksimum.
4)Termometer Laboratorium
Ciri-ciri termometer laboratorium adalah sebagai
berikut.
a) digunakan dalam percobaan, penelitian atau pengukuran
ilmiah lainnya.
b) menggunakan zat muai raksa.
c) skala ukurnya lebar, hingga di bawah nol.
d) terdapat jenis thermometer laboratorium yang sengaja
tidak diberi skala agar dapat digunakan untuk praktik penentuan skala.
b. Termometer Zat Padat
1) Termometer Bimetal
Termometer bimetal digunakan sebagai bahan untuk
menunjukkan adanya perubahan suhu, dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan
dan menyusut jika didinginkan.
2) Termometer Hambatan
Hambatan listrik pada kawat logam akan bertambah jika
dipanaskan. Sifat termometrik ini
dimanfaatkan untuk mengukur suhu pada thermometer hambatan.
3) Termokopel
Pada prinsipnya, pemuaian yang berbeda antara dua
logam yang kedua ujungnya disentuhkan akan menghasilkan gaya gerak listrik
(GGL). Besar GGL ini yang dimanfaatkan oleh termokopel untuk menunjukan suhu.
c. Termometer Zat Gas
Termometer gas biasanya terdapat dilaboratorium untuk
kegiatan penelitian. Selain itu juga digunakan dalam kegiatan industry,
misalnya pabrik-pabrik farmasi dan pabrik-pabrik yang sering berhubungan dengan
gas dalam produksi.
d) Termometer Optis
1) Pirometer
Intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda yang
sangat panas dapat digunakan untuk menunjukkan suhu. Sifat termometrik ini
digunakan untuk mengukur suhu pada termometrik.
2) Termometer Inframerah
Termometer ini digunakan pada besi yang masih membara
di pabrik pengolahan besi atau baja.
Penentuan Skala Pada Termometer
Skala termometer dibuat
berdasarkan dua titik acuan, yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas. Pada
umumnya, titip tetap bawah ditentukan berdasarkan titik lebur es murni (suhu es
murni yang sedang mencair).
Sementara
itu, titip tetap atas didasarkan pada titik didih air murni (suhu air
murni yang sedang mendidih) pada tekanan 1 atmosfer. Rentang antara titik tetap atas dan titik tetap bawah
dibagi menjadi beberapa bagian atau skala. Terdapat empat macam skala termometer, sebagai berikut.
1. Skala Celcius
Skala
Celcius dibuat oleh Anders Celcius (1701 – 1744). Anders Celcius
menentukan titik tetap bawah berdasarkan titik lebur es murni pada tekanan 1
atmosfer yang ditandai dengan angka 0°C.
Sedangkan
titik tetap atasnya itentukan berdasarkan titik didih air murni pada tekanan 1
atmosfer yang ditandai dengan angka 100°C. Anders
Celcius membagi rentang angka tersebut ke dalam 100 bagian skala dengan setiap
bagian (skala) menunjukkan suhu sebesar 1°C.
2. Skala Fahrenheit
Skala
Fahrenheit dibuat oleh Danile Gabriel Fahrenheit (1686 – 1736). Titik
tetap bawah pada skala Fahrenheit ditentukan berdasarkan titik lebur es murni
pada tekanan 1 atmosfer yang ditandai dengan angka 32°F.
Sedangkan
titik tetap atasnya ditentukan berdasarkan titik didih air murni pada tekanan 1
atmosfer yang ditandai dengan angka 212°F. Selanjutnya,
rentang angka tersebut dibagi ke dalam 180 bagian (skala) dan setiap skala
menunjukkan suhu sebesar 1°F.
3. Skala Reamur
Skala
Reamur dibuat oleh Rene Antonie Ferchault de Reaumur. Titik lebur es murni
sebagai titik tetap bawah ditandai dengan angka 0°R dan titik didih air murni
sebagai titik tetap atas ditandai dengan angka 80°R. Rentang antara kedua titik
tetap tersebut dibagi menjadi 80 bagian (skala) dan setiap skala menunjukkan
suhu sebesar 1°R.
4. Skala Kelvin
Berbeda
dengan skala yang lain, skala Kelvin dibuat berdasarkan batasan energi kinetik
yang dimiliki oleh benda. Skala Kelvin dibuat oleh L.W. Thomson
Kelvin (1824 – 1907).
Thomson
menetapkan skala nol mutlak sebesar -273°C, yaitu berdasarkan gerak partikel
yang bertambah lambat dan berhenti pada suhu -273°F.
Akibat Perubahan Suhu
1. Pemuaian Zat Padat
Proses pemuaian zat padat dapat kamu lihat saat kamu memanaskan batang
logam. Batang logam tersebut bertambah panjang. Jika zat padat dipanaskan,
gerakan partikel zat padat akan semakin cepat dan saling menumbuk dengan
partikel di dekatnya.
Hal ini mengakibatkan jarak antarpartikel menjadi renggang dan zat tersebut
menjadi bertambah panjang. Pertambahan bisa semakin besar jika waktu pemanasan
semakin lama dan suhu semakin besar. Alat untuk mengetahui adanya pemuaian zat
padat disebut Musschenbroek.
Besarnya pemuaian zat padat jika zat padat dipanaskan dari T1
oC menjadi T2 oC dapat ditentukan dengan
menggunakan rumus:
L2 = L1 ( 1 + a (T2 – T1))
dengan,
L1 = panjang zat padat pada suhu T1 oC
L2 = panjang zat padat pada suhu T2 oC
a = koefisien muai panjang
T1 = suhu benda sebelum dipanaskan
T2 = suhu benda setelah dipanaskan
2. Pemuaian Zat Cair
Proses pemuaian pada zat cair terjadi, misalnya saat kamu memasak air
dalam panic sampai penuh. Ketika mendidih air itu akan tumpah. Proses pemuaian
zat cair berbeda-beda bergantung pada besar koefisien muai volume. Jika semakin
besar koefisien muai volume suatu zat, maka semakin besar pemuaiannya. Besar
pemuaian volume pada zat padat dan zat cair dapat ditentukan dengan rumus
berikut.
V2 = V1 (1 + Y(T2 – T1))
dengan,
V2 = volume pada suhu T2
V1 = volume pada suhu T1
Y = koefisien muai ruang
T1 = suhu awal
T2 = suhu akhir
3. Pemuaian Zat Gas
Proses pemuaian zat gas terjadi jika gas tersebut mendapat kalor yang
semakin besar. Misalnya kamu meniup balon dan balon tersebut kamu letakkan di
halaman yang terkena terik sinar Matahari. Lama-kelamaan balon itu akan pecah.
Besar pemuaian gas pada tekanan tetap dapat dirumuskan sebagai berikut.
V1 = Vo (1 + (T2 – T1)/273))
V1 = volume gas setelah dipanaskan
Vo = volume gas sebelum dipanaskan
T2 = suhu akhir
T1 = suhu awal
Share this
EmoticonEmoticon