Tahukah Kamu Bagaimana Prinsip Kerja Termometer? Ini Dia Penjelasan Lengkapnya (Materi SMP)

Daftar Materi IPA Terpadu

• 1. Besaran Fisika dan Satuannya
• 2. Pengukuran dan Alat Ukur Besaran Fisika
• 3. Asam, Basa, Garam
• 4. Suhu, Termometer dan Konversi Skala
• 5. Unsur, Senyawa dan Campuran
• 6. Zat dan Perubahan Wujudnya

Advertisement

Baca Juga:

Kalian tentunya pernah merasakan tubuh menjadi dingin ketika kehujanan dan panas saat sinar matahari menyengat di siang hari. Apa yang terjadi? Pada dasarnya, tubuh manusia memiliki suhu yang akan berubah menyesuaikan dengan suhu di sekitarnya, sehingga kita disebut juga sebagai ”makhluk berdarah panas” atau istilah ilmiahnya adalah homoiotermik.

Suhu adalah derajat atau tingkat panas suatu benda. Namun, ketika tubuhmu merasakan sejuk, dingin, atau panas, dapatkah kita mengukur berapa besar suhu itu? Melalui indera peraba yaitu kulit, kita hanya dapat membedakan bahwa suhu suatu zat itu sejuk, dingin, atau panas bagi tubuh, tetapi belum tentu penilaian tersebut sama dengan penilaian orang lain terhadap zat tersebut.

Untuk mengukur suhu digunakan suatu alat yang dinamakan termometer. Kata “termometer” berasal dari bahasa Yunani, yaitu thermos yang berarti panas dan meter yang berarti mengukur. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa udara. Perhatikan bagian-bagian termometer dan fungsinya 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.

Lalu bagaimanakah prinsip kerja termometer zat cair dalam mengukur suhu?

Jawaban singkat:

Secara sederhana, prinsip kerja termometer ada pada pengaruh perubahan suhu terhadap perubahan volumenya. Coba perhatikan volume air yang sedang dipanaskan. Saat air dipanaskan, suhu air akan meningkat. Peristiwa yang terjadi selanjutnya adalah volume air tersebut juga meningkat. Begitupun sebaliknya, saat air didinginkan, volume air tersebut juga menurun.

Dengan demikian, termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat cair akan bertambah apabila dipanaskan, sedangkan apabila didinginkan volume zat cair akan berkurang. Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu suatu benda.

Jawaban lengkap:

Prinsip dasar kerja termometer adalah pemuian zat cair yang memiliki sifat termometrik. Sifat termometrik adalah perubahan sifat zat (yang meliputi warna, volume, tekanan, daya hantar listrik) akibat perubahan suhu. Suatu benda dikatakan memiliki sifat termometrik apabila memiliki ciri-ciri atau karakteristik sebagai berikut.

1.	Jika benda dipanaskan akan memuai dan jika didinginkan akan menyusut.
2.	Jika dua benda yang suhunya tidak sama disentuhkan (dicampurkan) akan terjadi perpindahan panas dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Pada akhirnya suhu kedua benda akan sama.

Termometer bekerja berdasarkan pemuian zat cair yang ada pada reservoir. Cara menggunakannya adalah dengan menyentuhkan resevoir pada benda yang akan diukur suhunya. Apabila reservoir (tandon air raksa/alkohol) bersentuhan dengan benda yang bersuhu panas, maka zat cair dalam reservoir akan memuai. Arah pemuaian zat cair dalam reservoir akan menuju jalur pipa kapiler yang berisi skala. Semakin tinggi suhu suatu benda maka zat pada pipa kapiler akan semakin tinggi.

Sebaliknya apabila reservoir bersentuhan dengan benda yang bersuhu rendah maka zat cair dalam reservoir akan menyusut, sehingga permukaan zat cair pada pipa kapiler yang diberi skala akan turun. Tinggi rendahnya suatu benda yang diukur suhunya dapat dilihat dari tinggi permukaan zat cair pada pipa kapiler.

Pada prinsipnya semua zat cair dapat digunakan untuk mengisi reservoir sebuah termometer. Hingga sekarang yang paling banyak digunakan untuk mengisi reservoir termometer adalah air raksa (Hydragyrum diberi simbol Hg). Keunggulan air raksa dibandingkan dengan zat cair yang lain adalah:

1.	Dapat menyesuaikan panas dengan cepat.
2.	Range/jarak titik didih dan titik bekunya relatif panjang. Sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu rendah dan suhu tinggi. Titik didihnya 3750C dan titik bekunya - 390C.
3.	Tidak membasahi dinding kaca.
4.	Mudah dilihat karena mengkilap.
5.	Pemuaiannya teratur.

Untuk mengukur suhu benda yang lebih rendah dari -390C digunakan jenis termometer alkohol. Karena alkohol membeku pada suhu - 1120C tetapi termometer alkohol mempunyai kelemahan, alkohol titik didihnya relatif rendah yaitu 780C, sehingga termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu di atas 780C. Termometer air raksa mampu mengukur suhu lebih tinggi hingga 3750C.

Untuk mengukur suhu di atas 3750C 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. Hasil scaner oleh termometer optik pada tanur peleburan besi, warna biru tua menunjukkan suhu yang paling tinggi, warna merah menunjukkan suhu yang lebih rendah.

Meskipun hampir semua jenis zat cair dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer namun kenyataannya air tidak dapat digunakan untuk mengisi termometer karena beberapa alasan, yaitu sebagai berikut.

1.	Air membasahi dinging kaca.
2.	Air tidak bewarna sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya.
3.	Jangkauan suhu air terbatas yaitu 00C – 1000C.
4.	Perubahan volume air sangat kecil ketika suhu dinaikkan.
5.	Hasil pembacaan yang diperoleh kurang teliti karena air penghantar panas yang jelek.