Pengertian Termometer

2.1.  Pengertian Termometer

      Istilah termometer berasal dari bahasa

Latin, thermos yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Kita dapat merasakan dingin atau panasnya suatu benda bila menyentuhnya, dan juga kita dapat merasakan sensasi panas atau dingin bila ada rangsangan terhadap kulit kita. Rangsangan yang kita rasakan adalah suhu. Suhu dapat diukur menggunakan termometer, baik termometer raksa maupun termometer alkohol.

      Termometer merupakan pengembangan dari thermoskop yang dicetuskan oleh Galileo dengan prinsip kerja pemuaian air pada tabung, namun alat ini belum memiliki skala. Santorio merupakan orang pertama yang menetapkan skala urutan angka pada skala tersebut. Termometer adalah alat pengukur suhu yang menggunakan bahan yang berubah atau bermuai pada saat dipanaskan atau didinginkan dan menunjukkannya dalam bentuk angka yang terdapat pada skala.

2.2.  Jenis Termometer Berdasarkan Zat Cair Yang Digunakan:

      Termometer liquid dibagi menjadi dua berdasarkan zat cair yang digunakan untuk menunjukan suhu pada saat melakukan pengukuran suhu. Zat cair yang digunakan adalah air raksa dan alkohol, yang masing-masing zat cair memiliki kelebihan dan kekurangannya tersendiri.

2.2.1.      Termometer Raksa

      Termometer air raksa adalah termometer yang dibuat dari air raksa yang ditempatkan pada suatu tabung kaca. Tanda yang dikalibrasi pada tabung membuat temperatur dapat dibaca sesuai panjang air raksa di dalam gelas, bervariasi sesuai suhu. Untuk meningkatkan ketelitian, biasanya ada bohlam air raksa pada ujung termometer yang berisi sebagian besar air raksa; pemuaian dan penyempitan volume air raksa kemudian dilanjutkan ke bagian tabung yang lebih sempit. Ruangan di antara air raksa dapat diisi atau dibiarkan kosong. Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai dengan pekerjaan di laboratorium (-40 derajat celcius sampai dengan 350 derajat celcius).

a.        Kelebihan   Termometer Raksa :

·         Raksa tidak membasahi dinding tabung, sehingga pengukuran lebih teliti.

·         Termometer raksa mempunyai jangkauan pengukuran besar -39⁰ C sampai 357⁰ C.

·         Raksa dapat dengan cepat mengambil kalor dari benda yang diukur sehingga suhu raksa dapat dengan mudah sama dengan suhu benda.

·         Raksa mengilap sehingga mudah dilihat.

·         Pemuaian raksa teratur terhadap kenaikan suhu.

b.        Kelemahan Termometer Raksa :

·         Harga raksa mahal dan susah dicari.

·         Bila tabung pecah, raksa sangat berbahaya, gas beracun.

·         Raksa tidak dapat digunakan mengukur lebih rendah dari -39⁰ C, padahal suhu di kutub Utara dan Selatan lebih rendah daripada suhu tersebut.

2.2.2.      Termometer Alkohol

      Termometer Alkohol adalah alternatif dari termometer air raksa dengan fungsi yang sama. Tetapi tidak sama seperti air raksa dalam termometer kaca. Isi termometer alkohol tidak beracun dan akan menguap dengan cukup cepat. Ruang di bagian atas cairan merupakan campuran dari nitrogen dan uap dari cairan.

      Dengan meningkatnya suhu maka volumenya naik. Cairan yang digunakan dapat berupa etanol murni atau asetat isoamyl, tergantung pada produsen dan pekerjaan yang berhubungan dengan suhu. Karena termometer ini adalah transparan, maka cairan yang dibuat harus terlihat dengan penambahan pewarna merah atau biru.

      Dalam penggunaan termometer alkohol ini diatur oleh titik didih cairan yang digunakan. Batas dari termometer etanol ini adalah 78° C, dan bermanfaat untuk mengukur suhu di siang hari, malam hari dan mengukur suhu tubuh. Termometer alkohol ini adalah yang paling banyak digunakan karena bahaya yang di timbulkan sangat kecil ketika terjadi kasus kerusakan pada termometer.

a.        Kelebihan termometer Alkohol :

·         Alkohol dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah, sampai   -114⁰ C.

·         Alkohol lebih murah jika dibandingkan dengan raksa

·         Alkohol lebih cepat mengalami pemuaian meskipun kenaikan suhunya kecil sehingga lebih akurat. 

·         Bila pecah, alkohol tidak terlalu berbahaya dibandingkan air raksa

b.        Kekurangan Termometer Alkohol

·         Pemuaiannya tidak teratur

·         Tidak berwarna sehingga sulit dilihat (harus diwarnai)

·         Membasahi dinding kaca

·         Tidak bisa digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi, sebab pada suhu 78⁰ C alkohol sudah mendidih

2.3.  Skala Yang Digunakan Pada Termometer

      Termometer menggunakan sistem skala tertentu sebagai penunjuk satuan hasil pengukurannya. Ada empat skala yang digunakan sebagai satuan dalam termometer. Keempat skala tersebut antara lain:

2.3.1.      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.

2.3.2.      Celcius

      Sekitar 20 tahun setelah Fahrenheit membuat termometer, seorang profesor dari Swedia yang bernama Ander Celsius juga membuat termometer. Termometer ini menggunakan titik tetap bawah adalah suhu es sedang mencair sebagai 0⁰C 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.

2.3.3.      Reamur

      Temometer skala Reamur, Memiliki titik didih air 80°R dan titik bekunya 0°R. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°R – 80°R dan dibagi dalam 80 skala.

2.3.4.      Kelvin

      Pada dasarnya skala kelvin sama dengan skala celcius (seperseratus). Hanya saja skala kelvin dimulai dari suhu nol mutlak (0 K) yang besarnya sama dengan -273,15⁰C. Sehingga untuk suhu es mencair sama dengan 273,15 K dan air mendidih sama dengan 373,15 K.

Berikut ini merupakan gambar perbandingan skala termometer  Kelvin (K), Celcius ©, dan Fahrenheit (F) :

Gambar perbandingan antar skala thermometer

2.4.  Bagian-Bagian Pada Termometer

2.4.1.      Termometer Raksa

2.4.2        Termometer Alkohol

2.5.  Fungsi Dan Pemanfaatan Termometer Dalam Pembelajaran Fisika

      Fungsi termometer tentu saja untuk mengukur panas dalam satuan suhu, namun dalam kajian ilmu fisika, termometer berfungsi untuk:

a.         Mengukur suhu tubuh untuk membandingkan antara pengukuran kualitatif (alat indera) dan kuantitatif (termometer)

b.        Mengukur suhu ruangan

c.         Mengukur suhu udara luar (termometer max-min)

d.        Menghitung kalor jenis suatu benda dengan kalorimeter

2.6.  Prinsip Kerja Termometer

      Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa atau alkohol di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, air raksa atau alkohol akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Adapun cara kerja secara umum adalah sebagai berikut:

a.         Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa atau alkohol berada pada kondisi awal.

b.        Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa atau alkohol dengan perubahan volume.

c.         Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.

d.        Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.

Kesebandingan antara perubahan volume alkohol/raksa dengan perubahan suhu

                                                     ΔV = V₀.γ.ΔT

Karena (V₀) volume mula-mula dan (γ)  adalah koefesien muai volume selalu konstan maka

                                                        ΔV ≈ ΔT

2.7.  Cara Pengukuran, Penulisan Hasil Ukur Dan Pengkonversian Skala Pada Termometer

Berikut ini merupakan cara pengukuran dengan termometer, penulisan hasil pengukuran, dan pengkonversian skala pada termometer:

2.7.1.      Cara Pengukuran Dan Penulisan Hasil Ukur Suhu

      Mengukur suhu baik menggunakan termometer raksa maupun termometer alkohol pada prinsipnya adalah sama, yaitu meletakan termometer kedalam benda yang ingin diukur suhunya. Misalnya mengukur suhu air di dalam gelas, termometer di masukan kedalam gelas, tunggu beberapa saat sampai zat cair dalam termometer berhenti bergerak, dan membaca skala yang menjadi titik berhenti zat cair dengan posisi tegak lurus dengan termometer. Kemudian menuliskan hasil pengukuran. Contohnya bila zat cair berhenti pada titik ke-26 pada termometer berskala Celcius, maka kita menuliskan hasil pengukurannya 26°C. Bila kita menggunakan termometer dengan skala Kelvin maka kita tidak perlu menuliskan simbol derajat hanya cukup dengan K dibelakang angka, contoh 273 K.

2.7.2.      Konversi Skala Suhu

Suhu dapat diubah dari satu skala ke skala yang lain. Rumus untuk mengkonversi skala suhu dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Dari	ke
	Celsius	Reamur	Fahrenheit	Kelvin
Celsius	-
Reamur		-
Fahrenheit			-	-
Kelvin			-	-

2.8.  Kalibrasi Termometer

      Kalibrasi merupakan suatu kegiatan mengembalikan instrumen fisika ke keadaan awal atau pengaturan pabrik yang sesuai dengan standar. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Namun, sebenarnya kita hanya dapat mengecek apakah termometer yang kita gunakan terkalibrasi atau tidak, karena yang dapat mengkalibrasi termometer itu sendiri adalah pabrik pembuatnya. Proses pengecekan apakah termometer terkalibrasi antara lain :

a.         Letakkan silinder termometer di es yang sedang mencair dan tandai poin termometer disaat seluruh es tersebut berwujud cair seluruhnya. Poin ini adalah poin titik beku air.

b.        Dengan cara yang sama, tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut mendidih seluruhnya saat dipanaskan.

c.         Bagi panjang dari dua poin diatas menjadi seratus bagian yang sama.