Suhu dan Termometer

TERMOMETER

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.

Termometer 

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu dengan cepat dan menyatakan dengan suatu angka. Saat ini banyak jenis-jenis temometer.  Jenis thermometer ini tergantung pada jangkauan suhu yangdiukur, ketelitian ang diingkan dan sifat-sifat dari bahan yang digunakan. Contoh sifat-sifat zat yangbiasa digunakan untuk membuat termometer adalah:

1.        Pemuaian suatu kolom cairan dalam suatu kapiler,

2.      Hambatan listrik dan seutas kawat platina,

3.      Beda potensial pada suatu termokopel,

4.      Pemuaian suatu keeping bimetal,

5.      Tekanan gas pada volum tetap,

6.      Radiasi yang dipancarkan benda.

Beberapa sifat yang mutlak dibutuhkan oleh sebuah termometer adalah:

1.     Skalanya mudah dibaca,

2.    Aman untuk digunakan,

3.    Kepekaan pengukurannya,

4.    Lebar jangkauan suhu yang mampu diukur.

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.

a.    Termometer raksaTermometer yang pipa kacanya diisi dengan raksa disebut termometer raksa. Termometerraksa dengan skala Celcius adalah termometer yang umum dijumpai dalam sehari-hari.

Keuntungan menggunakan termometer raksa :

1.     Raksa mudah dilihat karena mengilap,

2.    Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu,

3.    Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut,

4.    Jangkauan suhu cukup lebar dan sesuai untukpekerjaan laboratorium (-39^oC sampaidengan 375^oC),

5.    Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dantepat.

Kerugian menggunakan termometer Raksa :

1.        Raksa mahal,

2.      Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya suhudi kutub utara dan selatan),

3.      Raksa termasuk zat berbahaya (air keras).

b.    Termometer alkohol

Termometer yang pipa kacanya diisi dengan alkohol disebut termometer alkohol.

Keuntungan menggunakan termometer alkohol :

1.     Lebih murah jika dibandingkan dengan raksa,

2.    Teliti, karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alkohol mengalami volum yang lebihbesar,

3.    Dapat mengukur suhu yang sangat dingin (missal suhu di daerah kutub) karena titikbeku alkohol sangat rendah, yaitu -112^oC.

Kerugian menggunakan termometer alkohol :

1.     Memiliki titik didih rendah, yaitu 78^oC, sehingga pemakaiannya terbatas (tidak dapatmengukur suhu air ketika mendidih)

2.    Tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar mudah terlihat,

6.  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.  Termometer berdasarkan pembuatnya, antara lain:

1.     Termometer Celcius

2.    Termometer Fahrenheit

3.    Termometer Reamur

4.    Termometer Kelvin

C.  Berdasarkan penggunaanya

1.  Termometer laboratorium

Termometer laboratorium biasanya menggunakan zat cair raksa atau alkohol. Jika cairan tersebut bertambah panas, cairan tersebut akan memuai sepanjang pipa berskala °C (Celcius). Termometer ini biasanya ditemukan di laboratorium sekolah. Agar sensitif, ukuran pipa tersebut harus dibuat sekecil mungkin (pipa kapiler). Agar termometer cepat bereaksi terhadap perubahan suhu, dinding wadah cairan harus dibuat tipis sehingga panas masuk ke cairan secara menyentuh ujung termometer.

2.  Termometer klinis

Termometer klinis biasanya diperlukan sebagai keperluan pengobatan. Perawat atau dokter dapat menunjukkan suhu badan pasien dalam waktu yang agak lama. Tujuan dari termometer klinis adalah agar tidak terjadi kesalahan dalam . Termometer klinis memiliki sebuah lekukan sempit di atas wadahnya. Ketika digunakan untuk mengukur suhu tubuh pasien, raksa dalam wadah akan memuai melewati lekukan sempit dan menunjukkan posisi suhu pasien yang diukur. Ketika termometer dikeluarkan dari mulut / ketiak pasien, raksa tidak dapat kembali lagi ke wadah karena celahnya terlalu sempit. Dengan demikian, kolom raksa tetap menunjukkan suhu pasien sampai dokter selesai membaca suhunya. Raksa dapat dikembalikan ke tempat semula dengan cara menggoyang-goyangkan termometer selama beberapa kali.

3.  Termometer ruang

Fungsi dari termometer ruang adalah untuk menguur suhu ruangan. Oleh karena itu, termometer ini sering kita lihat dipasang pada dinding ruangan. Karena suhu ruangan hampir tidak mungkin melebihi 50°C dan tidak mungkin kurang dari -50°C, skala termometer ruang terbatas hanya dari skala -50°C sampai dengan suhu 50°C.

4.  Termometer Maksimum-Minimum

Termometer maksimum-minimum digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan suhu terendah di suatu tempat. Termometer ini dapat mengukur suhu maksimum dan suhu minimum sekaligus. Hal ini dapat dilakukan karena termometer maksimum-minimum terdiri atas raksa dan alkohol (sekarang digunakan minyak creosote). Raksa digunakan untuk mengukur suhu maksimum, sedangkan alkohol digunakan untuk mengukur suhu minimum.

D.  Jenis-jenis termometer berdasarkan bentuknya

Berdasarkan bentuknya, termometer terbagi menjadi 2, yaitu:

1.     Termometer pipa kaliper

2.    Termometer digital

E.  Jenis – Jenis Termometer Lainnya :

1.     Termokopel. Jangkauan ukur – 250⁰C – 2600⁰C. Memiliki akurasi yang kurang akurat tetapi pengukuran suhu yang relatif cepat.

2.    Hambatan Platina (RTD “ Resistance Termometer Devices) memiliki jangkauan ukur – 200⁰C – 850⁰C. Tingkat akurasi yang lebih  akuran tetapi kecepatan pengukuran yang lambat.

3.    Termistor. Memiliki jangkauan ukur – 60⁰C – 300⁰C. Tetapi kurang akurat dengan kecepatan respon  pengukuran yang sedang.

4.    Infra merah. Jangkauan ukur– 50⁰C – 3000⁰C. Tingakt akurasi yang rendah tetapi respon pengukuran yang cepat.

5.    Pyrometer. Jangkauan ukur >1000⁰C. Tingkat akurasi yang kurang tepat dengan respon pengukuran yang sedang.

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 mem

buat termometer. Termometer ini menggunakan titik tetap bawah adalah suhu es sedang mencair sebagai 0^oC 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^oK) yang besarnya sama dengan -273,15⁰C. Sehingga untuk suhu es mencair sama dengan 273,15 ^oK dan air mendidih sama dengan 373,15 ^oK.