Pada termometer Celcius diten- tukan sebagai berikut:
1 . Titik tetap bawah yang digu- nakan adalah es yang sedang mencair (es yang sedang me- lebur) pada tekanan 1 atm. Titik tetap bawah diberi angka 0 (nol).
2 . Titik tetap atas yang digu- nakan adalah air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm. Titik tetap atas diberi angka 100.
3 . Antara angka 0 sampai 100 di- buat skala 100 masing-masing
skala mewakili 10 C.
Batas bawah dan batas atas yang digunakan pada termometer celcius adalah es yang sedang melebur dan air yang sedang mendidih, karena pada saat melebur atau mendidih sedang terjadi perubahan wujud zat. Pada saat perubahan wujud zat suhunya tidak mengalami perubahan (suhunya tetap).
Penentuan skala termometer Celcius
es yang sedang melebur/mencair
(diukur pada tekanan 1 atm [76 cm Hg]) air yang
sedang mendidih
Berdasarkan ketentuan batas bawah dan batas atas dari suatu termometer, kita dapat menentukan skala termometer sesuai dengan keinginan kita dan dapat mengkonversikan ke dalam skala celcius atau skala termometer yang lain, misalnya untuk termometer celcius menggunakan 100 skala sedangkan termometer Reamur menggunakan 80 skala. Konversi suhu termometer celcius dengan reamur perbandingannya adalah:
tR 80 tR 4
— = —— atau — = —
tC 100 tC 5
Benda dengan suhu 500 C apabila diukur menggunakan termometer
reamur suhunya adalah 400 R perhitungannya adalah:
4 4
tR = —— x tC = —— x 50 = 400 R
5 5
Kegiatan berikut ini menuntun pada kita untuk membuat termometer sesuai dengan keinginan kita.
Uji Kreativitas 2.2
Tujuan : Menentukan skala termometer/membuat skala termometer.
1. Alat dan bahan
a. Gelas kimia 3 buah d. termometer raksa tanpa skala b. Pemanas spiritus dan kaki tiga e. air dan es batu
c. termometer raksa skala celcius
2. Kegiatan
a. Isilah gelas kimia pertama dengan es batu yang sedang mencair (Gb.A), masukkan kedua termometer (berskala celcius dan tanpa skala ) ke dalamnya. Setelah termometer celcius menunjukkan angka 00 C tandai termometer kedua dengan 00 S. (kita membuat ter-
mometer dengan skala siswa [S]).
b. Isilah gelas kimia kedua dengan air kemudian panaskan dengan pemanas spiritus hingga mendidih (Gb.B), masukkan kedua termometer (berskala celcius dan tanpa skala ) ke dalamnya. Setelah termometer celcius menunjukkan angka 1000 C tandai termometer
kedua dengan 500 S. (misalnya kita membuat termometer dengan 50 skala).
c. Isilah gelas ketiga dengan air hangat. Ukurlah menggunakan kedua termometer (celcius dan termometer yang berskala 0–50 ). Catatlah suhu yang ditunjukkan oleh ke dua termometer!
d. Samakah angka yang ditunjukkan oleh kedua termometer?
3. Kesimpulan
Dari percobaan diatas kita dapat mengkonversi suhu berskala celcius (C) ke skala siswa (S) menggunakan perbandingan jumlah skala yang ada. Sebagai contoh percobaan siswa menetapkan titik tetap bawah menggunakan es yang sedang mencair diberi angka 0 (nol) sedangkan saat air mendidih diberi angka 50. Maka perbandingannya adalah:
tS 50 tS 1
— = —— atau — = — atau tS : tC = 1 : 2
tC 100 tC 2
Keterangan:
tC = suhu yang ditunjukkan skala celcius (0C)
tS = suhu yang ditunjukkan skala siswa (0S)
Contoh:
1 . Sebuah benda diukur suhunya menggunakan skala celcius diperoleh
300 C. Berapakah jika diukur suhunya menggunakan termometer S?
Diketahui: Jawab: tc = 300 C t S 1 — = — tC 2 1 ts = — x tc 2 1 ts = — x 30 = 150 S 2 Ditanya: ts = .... ?
2 . Sebuah benda diukur menggunakan skala siswa diperoleh 300 S.
Berapakah jika diukur suhunya menggunakan termometer celcius? Jawab: tc 2 — = — ts 1 2 ts = — x tc 1 2 ts = — x 30 = 600 S 1
Di Indonesia pengukuran suhu yang dilakukan dalam kehidupan
sehari-hari menggunakan satuan derajat celcius (0C). Negara Inggris dan
beberapa negara Barat banyak yang menggunakan derajat fahrenheit (0F).
Sedangkan untuk keperluan ilmu pengetahuan (Sistem Internasional) satuan suhu yang digunakan adalah Kelvin (K). Umumnya dituliskan empat jenis skala termometer, yaitu: celcius, reamur, fahrenheit dan kelvin.
Penetapan titik tetap atas dan titik tetap bawah sebagai berikut:
Diketahui: ts = 300 C
Ditanya: tc = .... ?
Titik tetap atas
Titik tetap bawah Jumlah skala
Dari data gambar di atas dapat ditulis dalam bentuk tabel sebagai berikut:
1 Celcius 00 C 1000 C 100
2 Reamur 00 R 800 R 80
3 Fahrenheit 320 F 2120 F 180
4 Kelvin 273 K 373 K 100
Perbandingan jumlah skalanya sebagai berikut:
tC : tR : (tF-32) = 100 : 80 : 180 atau tC : tR : (tF-32) = 5 : 4 : 9 Perubahan suhu dari celcius ke kelvin karena jumlah skalanya sama ditulis:
T = tC + 273 Keterangan:
tC : skala yang ditunjukkan termometer celcius (0C)
tR : skala yang ditunjukkan termometer reamur (0R)
tF : skala yang ditunjukkan termometer fahrenheit (0F)
T : skala yang ditunjukkan termometer kelvin (K)
Contoh konversi suhu:
1 . Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius
diperoleh angka 400 C. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya
menggunakan: a . termometer ramur b . termometer fahrenheit c. termometer kelvin Diketahui: tc = 400 C Ditanya: a . tR = .... ? b . tF = .... ? c. T = .... ?
Titik tetap bawah
Jawab: a . Skala reamur (0 R) tR 4 — = — tC 5 4 tR = — x tc 5 4 tR = — x 40 = 320 R 5 c. Skala kelvin (K) T = tc +273 = 40 + 273 = 313 K b. Skala fahrenheit (0 F) tF - 32 9 ——— = — tC 5 9 tF - 32 = —— x tc 5 9 tF – 32 = — x 40 5 tF – 32 = 72 tF = 72 + 32 tF = 1050 F
2 . Pada waktu musim dingin terdapat laporan cuaca dari Inggris suhu
udara mencapai 140F. Berapakah suhunya jika diukur menggunakan:
a . termometer ramur b . termometer celcius c. termometer kelvin Diketahui: TF = 140 F Ditanya: a . tR = .... ? b. tc = .... ? c. T = .... ? Jawab: a . Skala reamur (0 R) tR 4 ——— = — tF -32 9 4 tR = — x (tF – 32) 9 4 tR = — x (-18) = -80 R 9
b . Skala celcius (0 C) tC 5 — = — tR 4 5 tC = — x tR 4 5 tC = — x (-8) = -100 C 4 c. Skala kelvin (K) T = tc +273 = -10 + 273 = 263 K
Selain termometer-termometer di atas juga dibuat termometer khusus untuk keperluan tertentu. Penunjukan skalanya berdasarkan kebutuhan.
Yang termasuk termometer khusus antara lain:
1 . Termometer badan atau termometer klinis atau termometer demam. Digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Karena suhu tubuh
manusia yang normal sebesar 370 C dan manusia
masih bertahan hidup jika suhunya di atas 350 C dan
di bawah 420 C maka skala termometer badan hanya
berkisar antara 350 C sampai dengan 420 C.
2 . Termometer ruangan, digunakan untuk mengetahui suhu kamar. Dibuat berdasarkan negara yang akan memakai. Di Indonesia yang daerah tropis suhu dibuat
sekitar 270 C. sedangkan daerah yang mempunyai
musim dingin akan dibuat sampai di bawah nol.
biasanya berkisar antara -300 C sampai 500 C.
3 . Termometer maksimum-minimum, digunakan untuk mengukur suhu maksimum dan minimum yang terjadi pada selang waktu tertentu (misalnya satu hari). termometer maksimum-minimum mengguna- kan dua jenis zat cair yaitu air raksa dan alkohol.
Termometer badan
Sumber: COREL PHOTO GALLERY
Termometer ruangan Sumber : COREL PHO TO GALLER Y
Benda uji
es mencair
ke V meter
Rt = R0 ( 1 + D .'t )
Jenis-jenis termometer berdasarkan bahannya dibedakan sebagai berikut: 1 . Termometer zat cair dalam gelas/kaca. Yang termasuk jenis ini adalah termometer berskala celcius, fahrenheit, reamur, kelvin, termometer badan, termometer ruangan dan termometer maksimum-minimum.
2 . Termometer gas, terdiri dari bola kaca berisi gas yang dihubungkan dengan manometer. Prinsip kerjanya adalah apabila bola gas terkena panas maka gas di dalam tabung kaca akan memuai dan menekan zat cair (air raksa atau Hg) yang berada di dalam mano-meter. Kenaikan zat cair tersebut digunakan untuk mengetahui suhu di sekitar bola kaca.
4 . Termometer hambatan listrik, logam mempunyai sifat jika suhunya naik maka hambatannya akan bertambah. Sifat inilah yang dapat digunakan untuk mengetahui kenaikan suhu benda. Untuk mengetahui besarnya kenaikan suhu kedua ujung logam dihubungkan dengan ohmmeter. Cara menggunakannya dengan menempelkan logam tersebut pada benda panas yang ingin diketahui suhunya.
Hubungan antara hambatan sebelum dipanaskan (R0) dengan
hambatan sesudah dikenai panas pada suhu t (Rt) adalah:
Monometer
Bola gas
3 . Termokopel, terdiri dari dua kawat logam yang membentuk rangkaian tertutup dan terhubung pada voltmeter untuk penunjukan skalanya. Ujung kawat pertama dicelupkan pada es sehingga suhunya tetap dan ujung yang satunya untuk menguji panas benda (misalnya tungku pe-manas). Dari kedua ujung kawat penghantar tersebut akan terjadi beda potensial yang dapat diukur menggunakan voltmeter.
Keterangan:
Rt = hambatan pada suhu t (W) R0 = hambatan mula-mula (W)
a = konastanta terhadap suhu pada logam
Rangkuman
1.
Indera peraba tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu karena: tingkat
penyesuaiannya terhadap suhu rendah, tidak kuat untuk menahan suhu yang
ekstrim, tidak dapat diberi skala, terpengaruhi oleh kondisi/keadaan sekitar.
2.
Termometer bekerja berdasarkan pempempempempemuaian uaian uaian uaian uaian zat cair yang ada pada
reservoir.
3.
Perbandingan jumlah skala termometer celcius, reamur dan fahrenheit
adalah:
t
C: t
R: (t
F-32) = 5 : 4 : 9
4.
Hubungan antara skala celcius dengan kelvin adalah T = tT = tT = tT = tT = t
C C C C C+ 273+ 273+ 273+ 273+ 273. skala
Kelvin digunakan sebagai satuan internasional untuk suhu.
5.
Jenis termometer berdasarkan bahannya terbagi atas: termometer zat cair/
kaca, termometer gas, termometer logam, termokopel, termometer
hambatan listrik.
6.
Hubungan antara hambatan sebelum dipanaskan (R
0) dengan hambatan
sesudah dikenai panas pada suhu t (R
t) adalah:
Keterangan:
R
t= hambatan pada suhu t (:)
R
0= hambatan mula-mula (:)
D
= konastanta terhadap suhu pada logam
't = kenaikan suhu (° C)
R
t= R
0( 1 + D .'t )
Glosarium
• Sifat termometrik
Perubahan sifat zat yang meliputi warna, volume, tekanan, daya hantar listrik akibat dari perubahan suhu.
• S u h u
Keadaan panas dinginnya suatu benda atau derajat panas suatu benda.
• Hydragyrum
Nama lain dari air raksa, sering disingkat dengan Hg.
• Kalor
Bentuk lain dari sebuah energi, sering disebut dengan energi panas.
• Reservoir
• Termometer
Alat untuk mengukur suhu suatu b e n d a
• Titik tetap atas
Penentuan skala atas/tertinggi pada termometer. biasanya di- gunakan air yang sedang men- didih.