Jenis-Jenis Termometer

Dalam bukunya Robert Briffault (1938) berjudul The Making of Humanity disebutkan bahwa Ibnu Sina merupakan ilmuwan pertaman yang menggunakan termometer udara untuk mengukur suhu.  Dalam kehidupan sehari-hari yang banyak kita temukan adalah jenis termometer badan baik berupa termometer pipa kapiler ataupun termometer digital. Termometer pipa kapiler yang menggunakan merkuri dapat membeku pada suhu –40^oC dan mendidih pada suhu 360^oC. Dengan demikian, bagaimana para ilmuwan dapat mengetahui suhu yang sangat panas? Hal inilah yang mendorong para ilmuwan untuk terus melakukan inovasi mebuat termometer yang lainnya. Berikut jenis-jenis termometer yang ada sekarang ini:

1. Termometer pipa kapiler. Jangkauan ukur –40^oC sampai dengan 360^oC. Biasa digunakan untuk termometer badan.

2. Termokopel. Jangkauan ukur –250^oC sampai dengan 2600^oC. Memiliki akurasi yang kurang akurat tetapi pengukuran suhu yang relatif cepat.

3. Hambatan Platina (RTD “ Resistance Termometer Devices) memiliki jangkauan ukur –200^oC sampai dengan 850^oC. Tingkat akurasi yang lebih  akuran tetapi kecepatan pengukuran yang lambat.

4. Termistor. Memiliki jangkauan ukur –60^oC sampai dengan 300^oC. Tetapi kurang akurat dengan kecepatan respon  pengukuran yang sedang.

5. Infra merah. Jangkauan ukur–50^oC sampai dengan 3000^oC. Tingkat akurasi yang rendah tetapi respon pengukuran yang cepat.

6. Pyrometer. Jangkauan ukur >1000^oC. Tingkat akurasi yang kurang tepat dengan respon pengukuran yang sedang.

SUHU dan Termometer

Suhu adalah suatu besaran pokok yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat dan dapat dinyatakan dengan angka. Termometer bekerja dengan memanfaatkan sifat termometrik zat yang dijadikan pengisi termometer, yaitu sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu.

Beberapa sifat termometrik zat seperti:
1. pemuaian      kolom cairan dalam pipa kapiler
2. hambatan      listrik seutas kawat platina
3. pemuaian      suatu keping bimetal
4. pemuaian      tekanan gas pada volume tetap
5. radiasi      yang dipancarkan benda

Pembuatan skala pada termometer raksa. Ada 4 langkah untuk menentukan skala sebuah termometer raksa:
1. menentukan      titip tetap bawah (titik lebur es murni)
2. menentukan      titik tetap atas (titik didih air murni)
3. membagi      jarak antara kedua titik tetap menjadi beberapa bagian yang jaraknya sama.
4. memperluas      skala di bawah titik tetap bawah dan di atas titik tetap atas

Skala atau satuan suhu yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala kelvin, dimana nol kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suau benda. Pada suhu nol kelvin, partikel-partikel sama sekali tidak bergerak (diam). Karena itu, suhu nol kelvin disebut juga suhu nol mutlak.

Beberapa skala termometer yang dijumpai dalam keseharian adalah skala celcius. Angka-angka untuk titik didih tetap bawah dan titik tetap atas skala-skala termometer ditunjukkan pada tabel di bawah ini!

Nah, untuk urusan konversi skala..triknya adalah..

1. Tentukan titik atas dan bawah dari dua skala yang dibandingkan
2. tuliskan rumusan perbandingannya.

KALOR (Q)

Berdasarkan serangkaian percobaan beberapa fisikawan, seperti Sir James Prescolt Joule (1818-1889), Francis Bacon (1561 – 1626), Robert Boyle (1627-1691) dan Robert Hooke (1635-1703) diperoleh kesimpulan bahwakalor didefinisikan sebagai bentuk energy yang berpindah dari satu zat ke zat lain akibat perbedaan teperatur. Jadi kalor bukanlah berbentuk zat yang berpindah seperti anggapan sebelumnya.

Lalu bagaimanakah kalor itu dapat diketahui nilainya? Seperti halnya besaran lain, kalor juga dinyatakan dalam satuan energi kalor yaitu dalam satuan kalori. Para ahli mencoba memberi kesepakatan untuk mendefinisikan satuan kalori ini seperti satuan lainnya (coba buka kembali materi kelas 1 tentang definisi dari masing-masing satuan besaran pokok). 1 kalori didefinisikan sebagai jumlah energy yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature 1 gram sebesar 10C dari temperature 14,50C menjadi 15,50C. Berdasarkan percobaan alat Joule menunjukkan gerak mekanis alat sebesar 4,186 joule ternyata akan menaikkan temperature air sebesar 10C. Sehingga kita peroleh hubungan 1 kalori = 4,186 J ~ 4,2 J atau 1 joule ~ 0,42 kalori

Kalor jenis (c) dan Capasitas kalor ( C )

Bagaimanakah kalau zat selain air ingin dinaikkan temperature sebesar 10C, apakah diperlukan 1 kalori juga? Kalau kita perhatikan, tenyata masing-masing zat memerlukan energi kalor yag berbeda untuk menaikkan suhunya. Ada yang zat yang mudah panas juga ada yang lama naik suhunya. Dengan demikian kita perlu mendefinisikan besaran lain yang disebut dengan kalor jenis (c “ specific heat capacity).Secara matematis ditulis

c=Q/m∆t

Dari rumusan tersebut dapat kita fahami bahwa jika suatu zat kalor jenisnya bernilai kecil, ini artinya zat tersebut mudah berubah suhunya, lebih cepat panas dan lebih cepat dinginnya. Dari rumusan inilah kita dapat menentukan besarnya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhunya ( ∆t), yaitu

Q=mc∆t

Besaran yang melibatkan seluruh massa zat yang yang terlibat pada pertukaran kalor adalah Kapasitas kalor dimana C =m.c