Termometer: Pengertian, Bagian, Fungsi, Macam, Gambar, Kelebihan Dan Kekurangannya
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 hirau taacuh dan nasi yang berada dalam penghangat nasi terasa panas. Keadaan derajat panas dan hirau taacuh 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 jikalau bersuhu tinggi sedang benda dikatakan hirau taacuh jikalau bersuhu rendah. Pada umumnya benda yang bersuhu tinggi (panas), akan mengalirkan suhunya ke benda yang mempunyai suhu lebih rendah. Air panas yang dicampur dengan air hirau taacuh 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 klarifikasi berikut ini. Selamat membaca dan mencar ilmu 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 beling berongga sempit dan panjang, disebut pipa kapiler, yang di dalamnya berisi zat cair, biasanya alkohol atau raksa (merkuri), sedangkan bab atas cairan yakni ruang yang hampa udara.
Prinsip dasar kerja termometer yakni pemuaian zat cair. Jadi, sebuah termometer yang diisi dengan zat cair mempunyai sifat termometrik. Sifat termometrik yakni sifat suatu benda yang gampang berubah alasannya yakni imbas suhu. Biasanya, zat cair yang dipakai sebagai pengisi termometer yakni alkohol atau raksa. Dua zat cair ini mempunyai sifat termometrik yang lebih baik daripada zat cair lain.
Agar pengukuran suhu dengan memakai termometer sanggup diketahui nilainya, maka pada dinding beling termometer diberi skala. Tidak semua termometer memakai skala yang sama. Antara lain dikenal skala celcius (C) dan fahrenheit (F). Dalam sistem internasional, besaran suhu memakai skala Kelvin (K), tetapi di Indonesia besaran suhu yang sering dipakai yakni Celcius (°C).
Bagian-Bagian Termometer dan Fungsinya
Termometer yang umum dipakai yakni termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya yakni raksa atau alkohol. Oleh alasannya yakni itu, bagian-bagian termometer yang akan dijelaskan di sini yakni termometer berisi zat cair yaitu termometer raksa. Bagian-bagian dan fungsi termometer ini ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Keterangan:
■ Tabung gelas merupakan tubuh termometer yang di dalamnya berisi komponen utama termometer ibarat 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 yakni tempat terjadinya pemuaian raksa. Ketika raksa memuai (bertambah volume) maka raksa akan naik ke atas pipa kapiler, sebaliknya jikalau raksa menyusut, maka akan turun ke bawah.
■ Skala merupakan bab termometer berupa garis-garis berisi angka. Fungsi dari skala ini yakni 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 bab yang paling penting, alasannya yakni 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 gampang turun kembali. Jadi, sebelum termometer tubuh digunakan, kita harus mengibas-ngibaskan termometer tersebut terlebih dahulu supaya raksa turun.
■ Tandon (reservoir) merupakan bab 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 berbagai jenis termometer yang sering dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Jenis termometer tersebut sanggup dikategorikan menurut prinsip kerja, zat cair pengisi pipa kapiler, manfaat dan skalanya. Berikut ini yakni jenis-jenis termometer menurut beberapa hal yang telah disebutkan tadi.
Jenis Termometer Berdasarkan Prinsip Kerja
Termometer bekerja memakai materi yang bersifat termometrik. Artinya, sifat-sifat benda tersebut sanggup berubah jikalau ada perubahan suhu. Berdasarkan sifat ini, terdapat beberapa jenis termometer, yaitu:
■ Termometer zat cair yang bekerja menurut pemuaian zat cair yang dipanaskan.
■ Termometer bimetal yang bekerja menurut pemuaian logam yang dipanaskan.
■ Termometer hambatan yang bekerja alasannya yakni bertambahnya kendala listrik jikalau kawat logamnya dipanaskan. Kemudian, akan terjadi pulsa-pulsa listrik yang menunjukkan suhu yang diukur.
■ Termokopel yang prinsipnya terjadi pemuaian dua logam alasannya yakni 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 – 3.0000 oC). Alat ini bekerja menurut intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda panas.
Jenis Termometer Berdasarkan Zat Cair Pengisi Pipa Kapiler
Termometer yang umum dipakai dalam kehidupan sehari-hari yakni termometer yang terbuat dari pipa beling 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 materi 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 materi pengisi termometer sanggup kalian lihat pada tabel perbandingan berikut.
Zat cair | Keuntungan | Kekurangan |
Raksa | ● mudah dilihat alasannya yakni warnanya mengkilap | ● termasuk zat beracun |
● daerah ukurannya sangat luas, yaitu antara −39°C hingga 375°C | ● tidak sanggup mengukur suhu yang lebih rendah dari −40°C | |
● penghantar panas yang baik | ● harganya mahal | |
● kalor jenisnya kecil | ||
● pemuaian raksa teratur | ||
● tidak membasahi dinding beling ketika memuai atau menyusut | ||
● cepat menyesuaikan suhu dengan suhu di sekitarnya | ||
● raksa sanggup terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat | ||
Alkohol | ● daerah ukurannya sangat luas, yaitu antara −114°C hingga 78°C | ● alkohol mempunyai titik didih yang rendah yaitu 78°C sehingga pemakaiannya terbatas |
● penghantar panas yang baik | ● alkohol tidak bewarna, sehingga harus diberi warna biar lebih gampang dilihat | |
● kalor jenisnya kecil | ● alkohol membasahi (melekat) pada dinding kaca | |
● alkohol lebih murah dibandingkan dengan raksa | ||
● alkohol lebih teliti, alasannya yakni 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 dipakai 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 sanggup dipakai untuk mengukur suhu di atas 78°C. Oleh karen itu, digunakanlah termometer air raksa bisa mengukur suhu lebih tinggi hingga 375°C.
Untuk mengukur suhu di atas 375°C dipakai termometer jenis lain, yaitu: termometer digital, termometer logam dan termometer optik (berdasarkan spektrum cahaya). Pengukuran suhu memakai termometer optik tidak menyentuh benda secara langsung, alasannya yakni 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 dipakai untuk mengisi termometer? Jawabannya yakni 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 alasannya yakni air penghantar panas yang jelek.
Contoh termometer zat cair yang banyak dipakai 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, menurut 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 dipakai untuk mengukur suhu tubuh seseorang. Termometer ini biasa disebut termometer klinis atau termometer demam. Skala pada termometer ini berkisar antara 340oC atau 350 oC hingga 420 oC. Ini sesuai dengan suhu tubuh normal insan yakni 370 oC. Ketelitian termometer tubuh mencapai 0,10 oC.
Termometer ini memakai materi termometrik air raksa. Salah satu jenis termometer tubuh sanggup kalian lihat pada gambar di atas. Cara penggunaan termometer tubuh biasanya diletakkan di bawah pengecap 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 tubuh orang yang sedang diukur. Satu hal yang perlu diingat yakni sebelum digunakan, termometer perlu dikibas-kibaskan atau digoncang-goncangkan perlahan dengan tujuan biar air raksa dalam termometer kembali ke keadaan semula.
■ Termometer Maksimum-Minimum
Seringkali kita mendengar asumsi cuaca berikut suhu kisaran di suatu tempat oleh Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG). Perkiraan suhunya mencakup suhu maksimum dan suhu minimum dari suatu tempat dalam jangka waktu tertentu. Pengukuran suhu ini memakai termometer maksimum-minimum. Termometer ini disebut juga dengan termometer Six Belani, sesuai nama penemunya yaitu James Six dan Bellani.
Termometer ini memakai alkohol sebagai materi termometrik. Termometer jenis ini bekerja menurut 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 dikala 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 sanggup mengetahui suhu maksimum pada penunjuk di kaki kanan termometer. Lalu, pada penunjuk di kaki kiri, kita sanggup 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 hingga 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 memakai alkohol dan ada yang memakai air raksa. Skala termometer ini antara -10oC hingga dengan 110oC. Biasanya dipakai 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 memakai termometer, terdapat beberapa skala yang digunakan, di antaranya skala Celsius, skala Reamur, skala Fahrenheit, dan skala Kelvin. Keempat skala tersebut mempunyai 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, jikalau 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 menciptakan sebuah termometer yang disebut dengan termometer X. Pada termometer ini air membeku pada 0°X dan air mendidih pada 150°X. Bagaimanakah kekerabatan 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
C – 0 | = | X – 0 |
100 | 150 |
ToC | = | 100 | ToX → | = | 2 | ToX |
150 | 3 |
Jadi, kekerabatan antara termometer ini dengan termometer Celsius yakni t°C = 2/3 t°X