Suhu dan Pengukurannya

Posted on

Suhu dan Pengukurannya – Merendam tangan dalam air yang baru mendidih akan membuat tangan kita terasa panas setelah beberapa saat. Demikian pula, kita akan merasa bahwa tangan kita dingin saat tangan kita memegang es krim.

Dalam kehidupan sehari-hari, suhu panas atau dingin sering digunakan untuk menggambarkan suhu suatu benda. Benda panas artinya benda tersebut memiliki suhu panas, sebaliknya benda dikatakan diingin berarti suhunya dingin.

Suhu dan Pengukurannya

Konsep Suhu

Suhu adalah ukuran seberapa panas atau dingin suatu benda. Alat yang digunakan untuk pengukur suhu suatu benda secara akurat dan mengekspresikannya dalam angka disebut termometer.

Termometer biasanya terdiri dari tabung kaca berongga berisi cairan (alkohol atau merkuri), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa.

Termometer

Alat yang dapat digunakan untuk pengukur suhu suatu benda secara akurat dan mengekspresikannya dalam angka disebut termometer.

Termometer didasarkan pada prinsip bahwa jumlah cairan berubah ketika menjadi dingin atau panas. Pemanasan dapat meningkatkan jumlah volume zat cair dan sebaliknya pendinginan dapat menurunkan jumlah volume zat cair. Naik atau turunnya volume zat cair digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu benda.

Termometer Merkuri

Berikut ini beberapa manfaat penggunaan merkuri sebagai pengisi termometer:

  1. Pengukurannya akurat karena merkuri tidak membasahi dinding kapiler.
  2. Merkuri mengkilap dan mudah dilihat.
  3. Merkuri dengan cepat menghilangkan panas dari benda yang akan diukur.
  4. Merkuri membeku pada suhu -40°C dan mendidih pada suhu 360°C, sehingga kisaran suhu merkuri cukup besar.
  5. Volume merkuri berubah secara teratur.

Selain beberapa kelebihan, merkuri memiliki beberapa kekurangan, antara lain: Merkuri mahal, tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah, merupakan zat yang beracun dan berbahaya jika pipa rusak

Termometer Alkohol

Manfaat penggunaan alkohol sebagai pengisi termometer antara lain:

  1. Alkohol murah
  2. Alkohol lebih teliti, dan alasan kenaikan suhu kecil adalah karena perubahan volume alkohol besar.
  3. Titik beku alkohol -130ºC memungkinkan alkohol mengukur suhu yang sangat rendah.

Beberapa kelemahan alkohol yang digunakan sebagai pengisi termometer, antara lain:

  1. Dinding kaca lembab.
  2. Titik didih rendah (78ºC).
  3. Alkohol tidak berwarna, jadi harus memberi pewarna terlebih dahulu agar dapat dilihat.

Macam-macam Termometer

Macem-macem Termometer

Termometer Zat Cair Dalam Gelas

Termometer ini sering dipakai untuk pengukur suhu dalam rentang batas pengukuran, yang dipengaruhi oleh jenis zat termometrik berupa zat cair dalam tabung kapiler. Prinsip operasi yang digunakan adalah cairan mengembang saat dipanaskan.

Termokopel

Termokopel terdiri dari dua jenis logam yang dihubungkan membentuk sirkuit tertutup. Jumlah listrik di kabel berubah seiring perubahan suhu. Keuntungan termokopel adalah kecepatannya mencapai keseimbangan suhu dengan sistem yang diukur.

Termometer Hambatan Listrik

Fungsi dasar termometer ini adalah hambatan listrik logam meningkat seiring dengan kenaikan suhu logam.

Termometer Gas Volume Tetap

Termometer ini terdiri dari bola berisi gas yang dihubungkan ke tabung manometer. Prinsip operasinya adalah perubahan tekanan gas akibat perubahan suhu dalam volume yang konstan.

Perbandingan Skala Termometer

Untuk menggunakan termometer dalam pengukur suhu suatu benda sampai nilainya diketahui, dinding kaca termometer diukur dengan menandai titik tertentu pada kaca. Setiap titik kemudian diberi nomor untuk menunjukkan derajat panas atau dingin benda tersebut.

Perbandingan 4 Skala Suhu

Langkah yang digunakan dalam menentukan skala suhu termometer menurut Celcius adalah sebagai berikut:

  1. Titik tetap di bawah skala Celcius (0º) menggunakan suhu air beku (es).
  2. Titik tetap di atas (100º) menggunakan suhu air mendidih pada tekanan udara normal 1 atm.
  3. Bagilah jarak antara dua titik tetap atas dan titik tetap bawah menjadi bagian yang sama (100 bagian). Hal tersebut menunjukkan bahwa jarak antara dua garis yang berurutan adalah 1ºC

Nama pembuat dari temometer sesuai dengan nama skala suhu, yaitu Celcius dari Swedia, Fahrenheit dari Jerman, Kelvin dari Inggris dan Reamur dari Perancis. 

Titik tetap atas menggunakan air mendidih dan setiap termometer mempunyai nilai yang berbeda. Pada skala Celcius (°C) titip didih air ditetapkan pada skala 100, Fahrenheit (°F) = 212, Kelvin (°K) = 373,15, Reamur (°R) =  80.

Sedangkan titik tetap bawah menggunakan air beku (es) dimana Celcius, Fahrenheit, Kelvin, dan Reamur berturut-turut titik beku air ditetapkan pada skala 0, 32, 273.15, dan 0.

Hubungan antara termometer secara matematis dapat ditulis sbagai berikut:

C : R :  (F - 32) : K
5 : 4 : 9 : 5

1) Celsius dan Reamur:  t°C = (\(\frac{4}{5}\)× t) °R atau t°C = (\(\frac{5}{4}\)× t) °C
2) Celcius dan Fahrenheit: t°C = (\(\frac{9}{5}\)× t) + 32 °F atau t°F = \(\frac{5}{9}\)× (t – 32) °C
3) Celcius dan Kevlin: t°C = (t + 273) K tau tK = (t – 273) °C

Baca Juga: