Termometer: Pengertian, Bagian & Fungsi, Jenis + Gambar serta Kelebihan dan Kekurangannya (Materi SMP)
https://juniorsciences.blogspot.com/2017/11/termometer.html
Daftar Materi IPA Terpadu
Advertisement
Suhu atau temperatur merupakan salah satu besaran pokok yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pada siang hari kita merasa panas, sebaliknya pada malam hari terasa dingin. Api terasa panas, sedangkan es terasa dingin. Suatu benda dikatakan panas berarti benda tersebut bersuhu tinggi. Demikian juga sebaliknya, benda dikatakan dingin berarti benda tersebut bersuhu rendah.
Jadi, suhu menyatakan ukuran tingkat atau derajat panas atau dinginnya suatu benda. Pada umumnya, tangan atau kulit kita dapat membedakan benda panas dan dingin, tetapi dapatkah tangah atau kulit digunakan sebagai alat ukur? Tentu saja tidak. Tangan tidak dapat dijadikan sebagai alat untuk mengukur besarnya derajat suhu suatu benda.
Meskipun tangan atau kulit merupakan indera peraba yang dapat merasakan panas dan dinginnya suatu benda, akan tetapi indera peraba ini tidak ada kaitannya dengan besarnya angka derajat suhu. Indera hanya dapat merasakan panas, hangat, dan dingin. Oleh karena itu, dalam mengukur derajat suhu suatu benda diperlukan suatu alat yang namanya termometer. Tahukah kamu apa itu termometer?
Pengertian Termometer
Dari uraian sebelumnya, kamu telah mengetahui bahwa besaran untuk mengukur panas atau dinginnya suatu keadaan dinamakan suhu. Nah tahukah kamu bagaimana cara mengukur suhu suatu keadaan secara tepat? Untuk mengukur suhu suatu keadaan digunakan suatu alat yang dinamakan 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.
Jenis-Jenis Termometer
Ada banyak sekali jenis-jenis termometer yang digunaan dalam kehidupan sehari-hari. Namun dalam artikel ini hanya akan dibahas jenis termometer berdasarkan zat cair pengisi pipa kapiler dan berdasarkan skalanya, untuk lebih paham mengenai jenis-jenis termometer secara menyeluruh, silahkan baca artikel tentang 15+ Macam Termometer, Gambar, Fungsi, Kelebihan dan Kekurangannya.
Jenis Termometer Berdasarkan Zat Cair Pengisi Pipa
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 (termometer Six Belani). Untuk lebih jelas mengenai bentuk dari ketiga jenis termometer tersebut, perhatikan gambar berikut.
1. Termometer klinis (Termometer Suhu Badan)
Termometer raksa dalam kehidupan sehari-hari biasanya digunakan untuk mengukur suhu badan dan suhu ruangan. Termometer untuk mengukur suhu badan disebut termometer demam atau termometer klinis. Termometer ini memiliki skala antara 35 – 42 derajat Celsius (°C), karena suhu tubuh manusia tidak akan kurang dari suhu tersebut. Terdapat pipa kapiler yang dibuat sangat kecil agar perubahan suhu yang tidak begitu besar dapat terlihat dengan jelas dan cepat diserap raksa. Untuk mengembalikan raksa pada kedudukan asalnya, termometer harus dikibas-kibas terlebih dahulu.
2. Termometer Dinding (Termometer Suhu Ruang)
Termometer dinding sering terdapat di dalam ruangan untuk mengukur suhu ruangan. Termometer ini dipasang secara tegak pada salah satu dinding ruangan. Skalanya antara –80°C sampai 100°C.
3. Termometer Maksimum dan Minimum
Termometer maksimum dan minimum digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan terendah udara dalam satu hari. Termometer ini dibuat oleh Six dan Belani, dengan menggunakan raksa dan alkohol sebagai zat cair yang digunakannya. Termometer ini disebut juga Termometer Six Belani.
Jenis Termometer Berdasarkan Skala
Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih. Berdasarkan skalanya, termometer ada 4 macam, antara lain sebagai berikut.
1. Termometer Celcius
Andres Celcius, seorang sarjana berkebangsaan Swedia, pada tahun 1742 menetapkan satuan suhu suatu benda, yaitu derajat celcius (°C). Ia menggunakan suhu es yang sedang melebur pada takanan 76cmHg (1 atm) sebagai titik tetap bawah dan diberi harga 0°C. Penentuan titik tetap atas menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan 76 cmHg dan diberi harga 100°C. Antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 100 skala. Zat cair yang digunakan untuk mengisi termometer celcius adalah raksa. Setiap kenaikan 1 skala menunjukkan kenaikan suhu 1°C.
2. Termometer Reamur
Termometer yang dibuat Reamur ini memiliki titik tetap bawah 0°R yang diambil dari suhu es yang sedang melebur pada tekanan 76 cmHg. Titik tetap atas 80°R yang diambil dari suhu air yang sedang mendidih pada tekanan 76 cmHg. Antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala yang masing-masing skala menunjukkan perubahan suhu 1°R. Sebagai pengisi termometer juga digunakan raksa.
3. Termometer Fahrenheit
Pada tahun 1706, seorang sarjana berkebangsaan Jerman bernama Fahrenheit membuat termometer yang diisi dengan raksa. Penentuan titik tetap bawah menggunakan suhu es yang sedang melebur pada tekanan 76cmHg dan diberi harga sebesar 32°F. Penentuan titik tetap atas menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan 76 cmHg dan diberi harga 212°F. Antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 180 skala, sehingga setiap skala menunjukkan nilai 1°F.
4. Termometer Kelvin
Kelvin adalah seorang ahli fisika dari Inggris. Ia mengemukakan bahwa skala nol haruslah suhu yang paling rendah (nol mutlak), sehingga pada suhu tersebut tidak ada panas sedikitpun yang dapat dipancarkan. Skala kelvin (K) dipakai sebagai satuan Sistem Internasional (SI). Titik tetap bawah diambil dari suhu es yang sedang melebur pada tekanan 76 cmHg dan diberi harga 273 K. Titik tetap atas diambil dari suhu air yang sedang mendidih dan diberi harga 373 K. Antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 100 skala. Jadi, setiap skala menunjukkan perubahan suhu 1 K.
Jika dibuatkan dalam bentuk tabel, maka perbedaan antara termometer berskala Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin adalah sebagai berikut.
No
|
Skala Termometer
|
Penemu
|
Asal Negara
|
Titik Tetep
|
Rentang Skala
|
Satuan
| |
Bawah
|
Atas
| ||||||
1
|
Celcius
|
Andreas Celcius
|
Swedia
|
0°
|
100°
|
100
|
Derajat celcius (°C)
|
2
|
Reamur
|
Reamur
|
Prancis
|
0°
|
80°
|
80
|
Derajat reamur (°R)
|
3
|
Fahrenheit
|
Gabriel D. Fahrenheit
|
Jerman
|
32°
|
212°
|
180
|
Derajat fahrenheit (°F)
|
4
|
Kelvin
|
Lord Kelvin
|
Inggris
|
273
|
373
|
100
|
Kelvin (K)
|
