Alat ukur Suhu

Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda disebut dengan termometer. Jenis termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair, yang bentuknya berupa pipa kapiler yang diisi suatu zat cair. Zat cair yang umum digunakan adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler dalam pembuatan termometer adalah sebagai berikut. 

a.       Raksa tidak membasahi dinding kaca. 

b.      Raksa merupakan penghantar panas yang baik.

c.       Kalor jenis raksa rendah sehingga dengan perubahan panas yang kecil, sudah cukup untuk mengubah suhunya.

d.      Jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya – 3 ⁰C dan titik didihnya 357⁰C. Sementara untuk mengukur suhu yang sangat rendah biasanya digunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu  -114⁰C. Termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya 78⁰C.

Sebelum 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, dibuat skala suhu termometer. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala beberapa jenis termometer.

a)      Termometer Celcius Titik tetap bawahnya diberi angka 0 dan titik tetap atasnya diberi angka 100. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.

b)      Termometer Reamur Titik tetap bawahnya diberi angka 0 dan titik tetap atasnya diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 80 skala.

c)      Termometer Fahrenheit Titik tetap bawahnya diberi angka 32 dan titik tetap atasnya diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0⁰F. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

d)     Termometer Kelvin Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut dengan suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur pada angka 273 dan suhu air mendidih pada angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala                       

C : R : F = 100 : 80 : 180       C : R : F =    5  :  4  :  9

Dengan memperhatikan titik tetap bawah  0 ⁰C = 0 ⁰R = 32⁰F, hubungan skala C, R, dan F, dapat dituliskan sebagai berikut.

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah   

t⁰C=t + 273K

Selain jenis termometer di atas, kita juga dapat menentukan skala suatu termometer jenis lain. Skala termometer tersebut dapat dikonversikan ke skala termometer lainnya berdasarkan titik tetap kedua termometer yang diambil dari keadaan yang sama dan hasil pengukuran keduanya pada saat digunakan pada benda yang sama.  Misalnya, kita akan menentukan hubungan antara skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa, sedangkan termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer. Misalkan, Tx adalah suhu benda yang terukur oleh termometer X dan Ty adalah suhu benda yang terukur oleh termometer Y. Hubungan skala kedua termometer tersebut dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.

Dengan membandingkan perubahan suhu dengan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.

Keterangan:

Xa = titik tetap atas termometer X

Xb = titik tetap bawah termometer X

Tx = suhu pada termometer X

Ya = titik tetap atas termometer Y

Yb = titik tetap bawah termometer Y

Ty = suhu pada termometer Y