Pada kehidupan sehari-hari, kalian sering mendengar istilah “panas” dan “dingin”. Di siang hari udara terasa panas dan pada malam hari udara terasa dingin. Segelas air es yang ada di meja akan terasa dingin dan nasi yang berada dalam penghangat nasi terasa panas. Keadaan derajat panas dan dingin yang di alami suatu benda atau keadaan dinamakan suhu. Suhu yang dialami pada suatu benda tergantung energi panas yang masuk pada benda tersebut. Benda dikatakan panas jika bersuhu tinggi sedang benda dikatakan dingin jika bersuhu rendah. Pada umumnya benda yang bersuhu tinggi panas, akan mengalirkan suhunya ke benda yang memiliki suhu lebih rendah. Air panas yang dicampur dengan air dingin akan menjadi air hangat. Hal ini berarti ada sesuatu yang berpindah atau masuk pada air dingin, yaitu panas atau kalor. Air hangat merupakan keseimbangan antara suhu panas dan dingin. Alat atau instrumen yang dirancang untuk mengukur suhu suatu zat disebut termometer. Lalu tahukah kalian apa yang disebut dengan termometer? Ada berapa jenisnya? Bagaimana bentuk dan bagian-bagiannya? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat membaca dan belajar semoga bisa paham. Pengertian Termometer Kata “termometer” berasal dari bahasa Yunani, yaitu Thermos dan meter. Thermos artinya panas, sedangkah meter artinya mengukur. Jadi, termometer merupakan alat untuk mengukur derajat panas suatu benda atau disebut dengan suhu. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga sempit dan panjang, disebut pipa kapiler, yang di dalamnya berisi zat cair, biasanya alkohol atau raksa merkuri, sedangkan bagian atas cairan adalah ruang yang hampa udara. Prinsip dasar kerja termometer adalah pemuaian zat cair. Jadi, sebuah termometer yang diisi dengan zat cair memiliki sifat termometrik. Sifat termometrik adalah sifat suatu benda yang mudah berubah karena pengaruh suhu. Biasanya, zat cair yang digunakan sebagai pengisi termometer adalah alkohol atau raksa. Dua zat cair ini memiliki sifat termometrik yang lebih baik daripada zat cair lain. Agar pengukuran suhu dengan menggunakan termometer dapat diketahui nilainya, maka pada dinding kaca termometer diberi skala. Tidak semua termometer menggunakan skala yang sama. Antara lain dikenal skala celcius C dan fahrenheit F. Dalam sistem internasional, besaran suhu menggunakan skala Kelvin K, tetapi di Indonesia besaran suhu yang sering digunakan adalah Celcius °C. Bagian-Bagian Termometer dan Fungsinya Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Oleh karena itu, bagian-bagian termometer yang akan dijelaskan di sini adalah termometer berisi zat cair yaitu termometer raksa. Bagian-bagian dan fungsi termometer ini ditunjukkan pada gambar berikut ini. Keterangan Tabung gelas merupakan badan termometer yang di dalamnya berisi komponen utama termometer seperti pipa kapiler dan juga skala termometer. Pipa kaca pipa kapiler merupakan tabung sempit berisi zat cair dalam hal ini raksa. Fungsi dari pipa kapiler ini adalah tempat terjadinya pemuaian raksa. Ketika raksa memuai bertambah volume maka raksa akan naik ke atas pipa kapiler, sebaliknya jika raksa menyusut, maka akan turun ke bawah. Skala merupakan bagian termometer berupa garis-garis berisi angka. Fungsi dari skala ini adalah untuk menunjuk derajat suhu suatu benda. Semakin besar angka yang ditunjukkan pada skala maka semakin besar pula suhu benda tersebut, begitupun sebaliknya. Zat cair pengisi termometer raksa merupakan bagian yang paling penting, karena berfungsi sebagai komponen untuk mengindikasikan derajat suhu suatu benda. Ketika suhu benda tinggi panas, maka raksa akan memuai. Sebaliknya, apabila suhu benda rendah dingin, maka raksa akan menyusut. Lekukan biasanya terdapat pada kolom raksa sebuah termometer badan. Lekukan ini berfungsi supaya zat cair yang telah memuai tidak mudah turun kembali. Jadi, sebelum termometer badan digunakan, kita harus mengibas-ngibaskan termometer tersebut terlebih dahulu supaya raksa turun. Tandon reservoir merupakan bagian paling bawah pada termometer yang berfungsi sebagai titik tempat kontak antara benda yang akan diukur suhunya dengan termometer. Ketika terjadi kontak sentuhan antara tandon dengan benda, maka akan terjadi perpindahan kalor secara konduksi, akibatnya, suhu tandon akan berubah mengikuti suhu benda dan zat cair di dalam pipa kapiler akan memuai atau menyusut sesuai derajat suhu benda. Macam-Macam Termometer Terdapat banyak sekali jenis termometer yang sering dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Jenis termometer tersebut dapat dikategorikan berdasarkan prinsip kerja, zat cair pengisi pipa kapiler, manfaat dan skalanya. Berikut ini adalah jenis-jenis termometer berdasarkan beberapa hal yang telah disebutkan tadi. Jenis Termometer Berdasarkan Prinsip Kerja Termometer bekerja menggunakan bahan yang bersifat termometrik. Artinya, sifat-sifat benda tersebut dapat berubah jika ada perubahan suhu. Berdasarkan sifat ini, terdapat beberapa jenis termometer, yaitu Termometer zat cair yang bekerja berdasarkan pemuaian zat cair yang dipanaskan. Termometer bimetal yang bekerja berdasarkan pemuaian logam yang dipanaskan. Termometer hambatan yang bekerja karena bertambahnya hambatan listrik jika kawat logamnya dipanaskan. Kemudian, akan terjadi pulsa-pulsa listrik yang menunjukkan suhu yang diukur. Termokopel yang prinsipnya terjadi pemuaian dua logam karena ujungnya disentuhkan. Akibatnya timbullah gaya gerak listrik GGL dan inilah yang akan menunjukkan suhu suatu benda Pyrometer merupakan alat ukur untuk suhu yang tinggi 5000 oC – oC. Alat ini bekerja berdasarkan intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda panas. Jenis Termometer Berdasarkan Zat Cair Pengisi Pipa Kapiler Termometer yang umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah termometer yang terbuat dari pipa kaca yang diisi zat cair. Termometer yang pipa kacanya berisi zat cair ini disebut dengan termometer zat cair. Seperti yang kita ketahui bahwa zat cair sebagai bahan pengisi termometer ada dua macam, yaitu air raksa dan alkohol. Dengan demikian ada dua jenis termometer zat cair, yaitu termometer air raksa dan termometer alkohol. Keuntungan dan kerugian penggunaan air raksa dan alkohol sebagai bahan pengisi termometer dapat kalian lihat pada tabel perbandingan berikut. Zat cair Keuntungan Kekurangan Raksa ● mudah dilihat karena warnanya mengkilap ● termasuk zat beracun ● daerah ukurannya sangat luas, yaitu antara −39°C sampai 375°C ● tidak dapat mengukur suhu yang lebih rendah dari −40°C ● penghantar panas yang baik ● harganya mahal ● kalor jenisnya kecil ● pemuaian raksa teratur ● tidak membasahi dinding kaca ketika memuai atau menyusut ● cepat menyesuaikan suhu dengan suhu di sekitarnya ● raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat Alkohol ● daerah ukurannya sangat luas, yaitu antara −114°C sampai 78°C ● alkohol memiliki titik didih yang rendah yaitu 78°C sehingga pemakaiannya terbatas ● penghantar panas yang baik ● alkohol tidak bewarna, sehingga harus diberi warna agar lebih mudah dilihat ● kalor jenisnya kecil ● alkohol membasahi melekat pada dinding kaca ● alkohol lebih murah dibandingkan dengan raksa ● alkohol lebih teliti, karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alkohol mengalami perubahan volume yang lebih besar. Dari perbandingan sifat antara raksa dan alkohol di atas, maka untuk mengukur suhu benda yang lebih rendah dari - 39°C digunakan termometer alkohol. Karena alkohol membeku pada suhu −114°C tetapi termometer alkohol mempunyai kelemahan, alkohol titik didihnya relatif rendah yaitu 78°C, sehingga termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu di atas 78°C. Oleh karen itu, digunakanlah termometer air raksa mampu mengukur suhu lebih tinggi hingga 375°C. Untuk mengukur suhu di atas 375°C digunakan termometer jenis lain, yaitu termometer digital, termometer logam dan termometer optik berdasarkan spektrum cahaya. Pengukuran suhu menggunakan termometer optik tidak menyentuh benda secara langsung, karena pada umumnya benda terletak sangat jauh atau bendanya berpijar. Misalnya mengukur suhu bintang atau mengukur suhu pada tungku pengecoran logam. Spektrum berwarna biru lebih panas dibandingkan dengan spektrum berwarna merah. Mungkin sebagian dari kalian ada yang bertanya, apakah air biasa air mineral bisa digunakan untuk mengisi termometer? Jawabannya adalah tidak. Kenapa tidak? Berikut ini beberapa alasannya. Air membasahi dinding kaca, sehingga skala sulit dibaca. Air tidak bewarna sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya Jangkauan suhu air terbatas yaitu antara 0°C − 100°C. Perubahan volume air sangat kecil ketika suhu dinaikkan. Hasil pembacaan yang diperoleh kurang teliti karena air penghantar panas yang jelek. Contoh termometer zat cair yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain termometer klinis termometer suhu badan, termometer dinding termometer suhu ruang, dan termometer maksimum-minimum. Jenis-Jenis Termometer Berdasarkan Manfaatnya Sementara itu, berdasarkan manfaat dan tempatnya ada beberapa jenis termometer, antara lain termometer badan, termometer maksimumminimum, termometer dinding, dan termometer batang. Termometer Badan Sesuai dengan namanya, termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan seseorang. Termometer ini biasa disebut termometer klinis atau termometer demam. Skala pada termometer ini berkisar antara 340oC atau 350 oC sampai 420 oC. Ini sesuai dengan suhu tubuh normal manusia yakni 370 oC. Ketelitian termometer badan mencapai 0,10 oC. Termometer ini menggunakan bahan termometrik air raksa. Salah satu jenis termometer badan dapat kalian lihat pada gambar di atas. Cara penggunaan termometer badan biasanya diletakkan di bawah lidah atau dikulum beberapa menit. Saat digunakan, air raksa akan naik melalui pipa sempit. Selanjutnya, air raksa itu akan berhenti dan menunjuk angka sesuai dengan suhu badan orang yang sedang diukur. Satu hal yang perlu diingat adalah sebelum digunakan, termometer perlu dikibas-kibaskan atau digoncang-goncangkan perlahan dengan tujuan agar air raksa dalam termometer kembali ke keadaan semula. Termometer Maksimum-Minimum Seringkali kita mendengar perkiraan cuaca berikut suhu kisaran di suatu daerah oleh Badan Meteorologi dan Geofisika BMG. Perkiraan suhunya meliputi suhu maksimum dan suhu minimum dari suatu daerah dalam jangka waktu tertentu. Pengukuran suhu ini menggunakan termometer maksimum-minimum. Termometer ini disebut juga dengan termometer Six Belani, sesuai nama penemunya yaitu James Six dan Bellani. Termometer ini menggunakan alkohol sebagai bahan termometrik. Termometer jenis ini bekerja berdasarkan prinsip pemuaian. Apabila suhu di suatu tempat naik, alkohol dalam tabung A akan memuai, sehingga mendesak permukaan raksa di kaki kiri. Desakan air raksa pada kaki kiri ini akan mendesak permukaan air raksa di kaki kanan, sehingga mendorong penunjuk baja maksimum pada angka tertentu. Demikian pula saat suhu turun, alkohol menyusut sehingga air raksa di kaki kanan akan mendorong naik air raksa di kaki kiri. Pada akhirnya, penunjuk baja pada kaki kiri akan turut naik menunjuk angka minimum tertentu. Untuk mengembalikan logam penunjuk pada posisi sediakala, kita menginduksinya dengan magnet. Dengan demikian, kita dapat mengetahui suhu maksimum pada penunjuk di kaki kanan termometer. Lalu, pada penunjuk di kaki kiri, kita dapat mengetahui suhu minimum dari benda yang kita ukur. Termometer Dinding Termometer ini dimanfaatkan untuk mengukur suhu udara di ruangan atau biasa kita menyebutnya dengan nama suhu kamar. Skalanya berkisar antara -50oC sampai 50oC. Pada suatu ruangan dengan suhu normal bila diukur melalui termometer dinding akan menunjukkan suhu kamar 25oC. Termometer Batang Saat di laboratorium, selain terdapat termometer dinding, ada pula yang namanya termometer batang. Termometer ini ada yang menggunakan alkohol dan ada yang menggunakan air raksa. Skala termometer ini antara -10oC sampai dengan 110oC. Biasanya digunakan untuk mengukur suhu pada percobaan-percobaan di laboratorium. Cara penggunaannya yakni dengan menempelkan tandon pada benda yang suhunya sedang kita ukur. Kemudian, ujung batang yang lain kita gantung dengan benang atau kita jepit dengan karet isolator panas. Jenis-Jenis Termometer Berdasarkan Skalanya Ketika mengukur temperatur dengan menggunakan termometer, terdapat beberapa skala yang digunakan, di antaranya skala Celsius, skala Reamur, skala Fahrenheit, dan skala Kelvin. Keempat skala tersebut memiliki perbedaan dalam pengukuran suhunya. Berikut rentang temperatur yang dimiliki setiap skala. Termometer skala Celsius memiliki titik didih air 100°C dan titik bekunya 0°C. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°C – 100°C dan dibagi dalam 100 skala. 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. Termometer skala Fahrenheit memiliki titik didih air 212°F dan titik bekunya 32°F. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 32°F – 212°F dan dibagi dalam 180 skala. Termometer skala Kelvin memiliki titik didih air 373,15 K dan titik bekunya 273,15 K. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 273,15 K –373,15 K dan dibagi dalam 100 skala. Jadi, jika diperhatikan pembagian skala tersebut, satu skala dalam derajat Celsius sama dengan satu skala dalam derajat Kelvin, sementara satu skala Celsius kurang dari satu skala Reamur dan satu skala Celsius lebih dari satu skala Fahrenheit. Secara matematis perbandingan keempat skala tersebut, yaitu sebagai berikut. C – 0 = R – 0 = F – 32 = K – 273,15 100 80 180 373,15 Contoh Soal Misalkan Ucok membuat sebuah termometer yang disebut dengan termometer X. Pada termometer ini air membeku pada 0°X dan air mendidih pada 150°X. Bagaimanakah hubungan termometer ini dengan termometer dalam skala Celsius? Jawab Pada termometer X, rentang temperatur yang dimilikinya, yakni dari 0°X – 150°X sehingga skala pada termometer ini dibagi dalam 150 skala. Perbandingan antara termometer X dan termometer Celsius, yakni ToC = 100 ToX → = 2 ToX 150 3 Jadi, hubungan antara termometer ini dengan termometer Celsius adalah t°C = 2/3 t°X