BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tata Surya adalah kumpulan benda-benda langit yang terdiri dari sebuah

bintang besar yang disebut matahari, dan semua objek yang terikat oleh gaya

grafitasinya. Objek-objek tersebut adalah delapan buah planet yang sudah diketahui

dengan orbit berbentuk elips, lima planet kerdil, 173 satelit alami yang telah

diidentifikasi, dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya. Tata Surya

(Solar System) atau yang juga disebut keluarga matahari (The sun and its family)

adalah suatu sistem yang teridiri dari Matahari sebagai pusar Tata Surya itu dan di

kelilingi dengan planet-planet, komet (bintang berekor), meteor (bintang beralih),

satelit, dan asteroid.

Bintang merupakan benda langit yang memancarkan cahaya. Terdapat bintang

semu dan bintang nyata. Bintang semu adalah bintang yang tidak menghasilkan

cahaya sendiri, tetapi memantulkan cahaya yang diterima dari bintang lain. Bintang

nyata adalah bintang yang menghasilkan cahaya sendiri. Secara umum sebutan

bintang adalah objek luar angkasa yang menghasilkan cahaya sendiri (bintang nyata).

Menurut ilmu astronomi, definisi bintang adalah:

“ Semua benda masif (bermassa antara 0,08 hingga 200 massa matahari) yang sedang

dan pernah melangsungkan pembangkitan energi melalui reaksi fusi nuklir. ”

Oleh sebab itu bintang katai putih dan bintang neutron yang sudah tidak

memancarkan cahaya atau energi tetap disebut sebagai bintang. Bintang terdekat

denganBumi adalah Matahari pada jarak sekitar 149,680,000 kilometer, diikuti

oleh Proxima Centauri dalam rasi bintang Centaurus berjarak sekitar empat tahun

cahaya.

1.1 Rumusan Masalah

a. Bagaimana cara mengetahui bintang terbesar di alam semesta?

b. Bagaimana cara menentukan luas suatu galaksi?

c. Bagaimana

1

1.2 Tujuan

a. Menentukan skala pada termometer tanpa skala.

b. Membuat model termometer Fahrenheit dan Reamur.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Termometer

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur sebuah

objek atau sebuah sistem. Ketika sebuah termometer dalam keadaan kontak termal

dengan sebuah sistem, energi akan bertukar sampai dicapai kesetimbangan termal

antara keduanya. Semua termometer menggunakan sifat-sifat fisika yang bergantung

pada temperatur. Beberapa sifat tersebut antara lain:

Volume fluida

Panjang

Tekanan gas pada volume konstan

Volume gas pada tekanan konstan

Hambatan listrik konduktor

Warna dari objek yang sangat panas

Umumnya termometer berisi cairan (alkohol atau raksa), fluida mengembang

dan masuk ke tabung kapiler ketika temperatur meningkat.

Ketika luas bagian melintang pada tabung konstan, perubahan volume dari

cairan berubah linier dengan panjang tabung.

Termometer bisa dikalibrasikan dengan menempatkan dalam kontak termal

dengan lingkungan yang bertemperatur tetap.

Dua macam lingkungan tersebut adalah

2

Campuran air dan es dalam kesetimbangan termal pada tekanan atmosfer.

Campuran air dan uap dalam kesetimbangn termal pada tekanan atmosfer.

Termometer raksa bekerja berdasarkan prinsip pemuaian. Ketika temperatur

suatu bahan meningkat, maka secara umum volumenya juga meningkat. Fenomena ini

disebut pemuaian termal. Keseluruhan pemuaian termal suatu objek adalah

konsekuensi dari perubahan dalam pemisahan rata-rata antara atom-atom atau

molekul-molekulnya.

Skala atau satuan suhu yang dikenal adalah celcius, reamur, Fahrenheit, Kelvin. Skala yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala Kelvin, dimana nol Kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suatu benda. Pada suhu nol Kelvin, partikel-partikel sama sekali tidak bergerak. Karena itu, suhu nol Kelvin disebut juga suhu nol mutlak. Namun skala termometer yang biasa dijumpai dalam keseharian adalah skala celcius.

2.2 Jenis – Jenis Termometer

Saat ini terdapat beberapa jenis termometer, diantaranya :

1.      Termometer Cairan

Jenis termometer yang paling banyak kita jumpai dalam keseharian adalah

termometer yang pipa kacanya berisi cairan, misalnya Termometer Air Raksa.

Umumnya cairan akan memuai dengan laju yang berbeda untuk jangkauan suhu yang

berbeda. Pengecualian adalah pada raksa, yang memiliki pemuaian yang teratur.

a.       Termometer raksa

Termometer yang pipa kacanya diisi dengan raksa disebut termometer raksa.

Termometer raksa dengan skala celcius adalah termometer yang umum dijumpai

dalam keseharian.

Raksa dalam pipa termometer akan memuai jika dipanaskan. Pemuaian

mendorong kolom cairan ( raksa ) keluar dari pentolan pipa menuju ke pipa kapiler.

Pipa kapiler memiliki lubang yang kecil agar termometer peka, karena pemuaian

volum raksa yang kecil saja akan menimbulkan perubahan yang besar pada panjang

kolom raksa. Pentolan pipa termometer dibuat dari kaca tipis agar kalor segera dapat

dihantarkan secara konduksi oleh pentolan kepada cairan didalamnya. Pipa

termometer dibungkus oleh tangkai kaca berdinding tebal. Tangkai kaca ini bertindak

sebagai suatu lensa pembesar yang memungkinkan suhu dibaca dengan mudah.

Keuntungan menggunakan raksa sebagai zat cair pengisi pipa termometer

dibandingkan dengan zat cair lainnya adalah :

3

Raksa mudah dilhat karena mengkilap

 Volum raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu

Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut

Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan – pekerjaan

laboratorium ( -40°C sampai dengan 350°C)

Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat

dan tepat.

Kerugian menggunakan  raksa sebagai cairan pengisi pipa termometer adalah :

Raksa mahal

Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah

( misalnya suhu di kutub utara atau kutub selatan )

Raksa termasuk zat berbahaya ( sering dinamakan “air keras”) sehingga

termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah.

b.      Termometer alkohol

Keuntungan menggunakan alkohol sebagai cairan pengisi pipa termometer

adalah :

Alkohol lebih murah dibandingkan  dengan raksa

Alkohol teliti, karena untuk kenaikkan suhu yang kecil, alkohol mengalami

perubahan volum yang lebih besar

Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin ( misal suhu di daerah

kutub) karena titik beku alkohol sangat rendah, yaitu - 112°C.

Kerugian menggunakan alkohol sebagai cairan pengisi pipa termometer adalah :

Alkohol memiliki titik didih rendah, yaitu 78°C, sehingga pemakaiannya

terbatas ( antara lain tidak dapat mengukur suhu air ketika mendidih )

Alkohol tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar

mudah terlihat,

Alkohol membasahi ( melekat) pada dinding kaca .

2.3 Skala Termometer

Ditinjau dari skala yang dipergunakan, terdapat 4 jenis termometer yaitu

termometer Celcius, Fahrenheit, Reamur dan Kelvin. Nama termometer ini dipakai

sesuai dengan penemunya.

1. Skala Celcius

4

Andreas Celcius, menetapkan titik beku air sebagai titik tetap bawah yaitu 0°

dan titik didih air sebagai titik tetap atas yaitu100°. Celcius membagi jarak titik tetap

bawah dan titik tetap atasmenjadi 100 skala, sehingga titik beku air berada pada 0°C

dantitik didih air pada 100° C. Menurut skala celcius setiap bagianskala menunjukkan

1° C. Termometer skala celcius banyak dipergunakan untuk mengukur suhu tubuh.

2. Skala Fahrenheit

Meskipun menggunakan patokan yang sama untuk titik tetap atas dan titik tetap

bawah, tetapi Gabriel Daniel Fahrenheit menetapkan titik beku air pada 32° F dan

titik didih air pada 212° F. Untuk patokan yang sama, Fahrenheit membagi skalanya

dalam 180 bagian. Skala Fahrenheit banyak dipakai dinegara Eropa dan Amerika.

3. Skala Reamur

Reamur juga menggunakan patokan yang sama, tetapi untuk jarak tersebut

Reamur membagi skalanya menjadi 80° bagian. Titik beku air menurut skala Skala

Reamur adalah 0° R,sedangkan titik didih air pada 100° R.

4. Skala Kelvin

Menurut para ahli, suhu paling

rendah yang dimiliki oleh suatubenda

sama dengan - 273 ° C. Suhu ini

dinamakan suhu nolmutlak, karena pada

suhu -273 ° C partikel-partikel gas

tidakbergerak lagi. Ilmuwan pertama yang

mengusulkan pengukuranberdasarkan nol

mutlak adalah Lord Kelvin, oleh

karenanya dinamakan Suhu Kelvin.

Suhu Kelvin ditetapkan sebagai

SatuanInternasional (SI) untuk besaran suhu.Seperti Celcius, Kelvin membagi skala

menjadi 100 bagian. Batas bawah skala Kelvin ditetapkan pada titik beku air adalah

273 K dan batas atas ditetapkan pada titik didih air 373 K.

2.4 Hubungan antar Skala Suhu

  

5

Gambar 1. Macam-macam Skala Termometer

1 Hubungan Skala Celcius dan Reamur

Celcius dan Reamur menggunakan cara yang samadalam menetapkan titik atas

dan titik bawah. Keduanya juga menetapkan 0° sebagai batas bawah. Perbedaannya

Celcius membagi menjadi 100 skala, sedangkan Reamur membagi menjadi 80 skala.

Dengan demikian satu bagian skala Celcius = 80/100 atau 4/5 bagian skala Reamur.

Bila suhu naik 1° C, kenaikan pada skala reamur adalah1 x 4/5 ° R = 0,8° R. Bila

suhu naik 10 ° C, kenaikan pada skala reamur adalah10 x 4/5 ° R = 8° R; demikian

seterusnya. Jadi bila pada termometer skala Celcius menunjukkan suhu 10° C, maka

pada skala reamur menunjukkan suhu 8° R. T 0°C = 4/5 T °R atau T °R = 5/4 T °C.

2 Hubungan Skala Celcius dan Fahrenheit

Seperti Reamur, Celcius dan Fahrenheit menggunakan cara yang sama dalam

menetapkan titik atas dan titik bawah. Perbedaannya Celcius membagi menjadi 100

skala, sedangkan Fahrenheit membagi menjadi 180 skala. Perbedaan yang lain,

Celcius mulai dari 0° C sedangkan Fahrenheit mulai dari 32° F. Dengan demikian

satu bagian skala Celcius =180/100 atau 9/5 bagian skala Fahrenheit. Bila suhu naik

1° C, kenaikan pada skala fahrenheit adalah 1 x 9/5 °F = 1,8° F. Bila suhu naik 10° C,

kenaikan pada skala reamur adalah 10 x 9/5 ° F = 18 ° F; demikian seterusnya. Karena

Celcius menetapkan 0 ° C sebagai batas bawah danFahrenheit menetapkan 32°F,

maka untuk setiap kenaikan skala Celcius ditambah dengan 32.

Jadi bila pada termometer skala Celcius menunjukkan suhu10° C, maka pada

skala Fahrenheit menunjukkan suhu 32+18 ° F.T ° C = (32 + 9/5 T) °F atau T °F = 5/9

(T – 32) ° C.

3 Hubungan Skala Celcius dan Kelvin

Skala Celcius dan Kelvin menggunakan skala yang sama, yaitu membagi

menjadi 100 skala untuk batas atas dan batas bawah. Perbedaannya Celcius mulai dari

6

0° C sedangkan Kelvin mulai dari 273 K. Dengan demikian satu bagian skala Celcius

= satu bagian skala Kelvin. Bila suhu naik 1° C, kenaikan pada skala Kelvin adalah 1

K bila suhu naik 10°C, kenaikan pada skala Kelvin adalah 10 K juga; demikian

seterusnya. Karena Celcius menetapkan 0°C sebagai batas bawah dan Kelvin

menetapkan 273K, maka 273.Jadi bila  pada termometer skala Celcius menunjukkan

suhu 10 ° C, maka pada skala Kelvin menunjukkan suhu  10 + 273 K = 283 K. T ° C

= T + 273 K atau T K = (T – 273) ° C

Gambar 2. Hubungan Antara Skala Termometer

2.5 Penerapan Aplikasi Termometer dalam Keseharian

1. Termometer Klinis

Biasanya termometer klinis digunakan oleh para dokter dan perawat untuk

mengukur suhu badan pasiennya ( manusia ). Cairan yang digunakan untuk mengisi

pipa adalah raksa. Skala pada termometer ini mencakup sedikit di atas dan di bawah

suhu rata – rata tubuh manusia, yaitu 37°C. Oleh karena itu suhu terendah manusia

tidak pernah kurang dari 35°C dan suhu tertinggi tidak pernah lebih dari 42°C, angka

– angka pada skala didesain antara 35°C sampai dengan 42°C.

2. Termometer dinding

Umumnya, termometer dinding dipasang tegak di dinding sebuah ruang dan

digunakan untuk mengukur suhu ruang. Angka – angka pada skala termometer

mencakup suhu diatas dan dibawah suhu yang dapat terjadi dalam ruang. Termometer

dinding mempunyai skala -50°C sampai dengan 50°C.

a. Ciri-ciri termometer ruang adalah :

b. Untuk mengukur suhu ruangan.

c. Menggunakan zat muai logam (sebagian raksa).

d. Ukuran tendon dibuat besar agar menjadi lebih peka terhadap perubahan

suhu.

e. Biasanya dipasang menggantung pada ruangan.

7

f. Merupakan termometer maksimum.

Fungsinya untuk mengukur suhu suatu ruangan, biasanya thermometer ini di

gabungkan dengan berbagai alat lain misalnya alat penunjuk waktu, hiasan

dinding, dan lain sebagainya.

3. Termometer Digital

Prinsip kerja Termometer Digital

Gambar 3. Termometer Digital

Termometer digital, biasanya menggunakan termokopel sebagai sensornya

untuk membaca perubahan nilai tahanan. Secara sederhana termokopel berupa dua

buah kabel dari jenis logam yg berbeda yang ujungnya, hanya ujungnya saja,

disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya

memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur.

Setiap jenis logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu pula. Pada

temperatur yang sama, logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan logam B,

terjadilah beda tegangan (kecil sekali, miliVolt) yang dapat dideteksi. Jadi dari input

temperatur lingkungan setelah melalui termokopel terdeteksi sebagai perbedaan

tegangan (volt). Beda tegangan ini kemudian dikonversikan kembali nilai arusnya

melalui pengkomparasian dengan nilai acuan dan nilai offset di bagian komparator,

fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan amper ke dalam satuan volt kemudian

dijadikan besaran temperatur yang ditampilkan melalui layar/monitor berupa seven

segmen yang menunjukkan temperatur yang dideteksi oleh termokopel.

Termo-digital

Termokopel ini macam-macam, tergantung jenis logam yang digunakan. Jenis

logam akan menentukan rentang temperatur yang bisa diukur (termokopel suhu badan

8

(temperatur rendah) berbeda dengan termokopel untuk mengukur temperatur tungku

bakar (temperatur tinggi)), juga sensitivitasnya.

Secara terperinci prinsip kerja thermometer digital dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Sensor yg berupa PTC atau NTC dengan tingkat sensitifitas tinggi akan berubah

nilai tahanannya jika terjadi sebuah prubahan suhu yg mengenainya.

2. Perubahan nilai tahanan ini linear dengan perubahan arus, sehingga nilai arus ini

bisa dikonversi ke dalam bentuk tampilan display

3. Sebelum dikonversi, nilai arus ini di komparasi dengan nilai acuan dan nilai

offset di bagian komparator, fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan

amper ke dalam satuan volt yg akan dikonversi ke display.

Pembacaan Pengukuran Termometer Digital

Pembacaan pengukuran termometer ini dilakukan langsung dari nilai display

dengan memperhatikan garis segmen yang ada.

Kalibrasi Termometer Digital

Kalibrasinya biasa menggunakan kalibrator manual atau otomatis, kalibrator

manual suhu yg dikenakan ke sensor adalah suhu pemanas nyata dimulai dari 0

derajat untuk setting ofsetnya. Kalibrasi otomatis terdiri dari suhu pemanas dan

checker untuk gain dalam rangkaian komparatornya

Material Penyusun Termometer Digital

Termometer digital memiliki bagian penyususn terpenting. Material penyusun

tersebut adalah sebagai berikut:

1. Sensor PTC/ NTC

2. Komparator (OP-amp dan sejenisnya)

3. Analog to Digital konverter

4. Dekoder display (IC 7447 TTL misalnya)

9

5. Display (7 segmen, LCD, monitor)

4. Termometer Bola Kering dan Termometer Bola Basah

Dry Bulb temperature (Temperatur bola kering),  yaitu suhu yang ditunjukkan

dengan thermometer bulb biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk

suhu ini bias dalam celcius, Kelvin, fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa

thermometer menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam thermometer. Jika kita

ingin mengukur suhu udara dengan thermometer biasa maka terjadi perpindahan kalor

dari udara ke bulb thermometer. Karena mendapatkan   kalor maka zat cair (misalkan:

air raksa) yang ada di dalam thermometer mengalami pemuaian sehingga tinggi air

raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di konversika dengan satuan

suhu (celcius, Fahrenheit, dll).

Wet Bulb Temperature (Temperatur bola basah), yaitu suhu bola basah. Sesuai

dengan namanya “wet bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan thermometer yang

bulbnya (bagian bawah thermometer) dilapisi dengan kain yang telah basah kemudian

dialiri udara yang ingin diukur suhunya.

Gambar 4. Termometer Bola Basah dan Bola Kering

Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor dari udara

akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah tersebut, setelah itu baru

digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam thermometer.

Untuk menjelaskan apa itu wet bulb temperature, dapat kita gambarkan jika ada

suatu kolam dengan panjang tak hingga diatasnya ditutup.  Kemudian udara dialirka

melalui permukaan air. Dengan adanya perpindahan kalor dari udara ke permukaan

10

air maka terjadilah penguapan.  Udara menjadi jenuh diujung kolam air tersebut. Suhu

disinilah yang dinamakan Wet Bulb temperature.

Untuk mengukur dua sifat (Dry dan Wet bulb temperature) ini sekaligus

biasanya menggunkan alat yang namanya sling, yaitu dua buah thermometer yang di

satukan pada sebuah tempat yang kemudian tempat tersebut dapat diputar.  Satu

thermometer biasa dan yang lainnya thermometer dengan bulb diselimuti kain basah.

Dew Point, yaitu suhu dimana udara telah mencapai saturasi (jenuh). Jika udara

tersebut mengalami pelepasan kalor sedikit saja, maka uap air dalam udara akan

mengembun.

Humidity Ratio (w), yaitu ukuran massa uap air yang ada dalam satu satuan

udara kering (Satuan International: gram/kg).

Relative Humidity (RH),  Perbandingan antara fraksi mol uap dengan fraksi mol

udara basah pada suhu dan tekanan yang sama (satuannya biasanya dalam persen

(%)).

Volume Spesifik (v), yaitu besarnya volume udara dalam satu satuan massa. (SI:

m3/kg)

Enthalpy (h), yaitu banyaknya kalor (energy) yang ada dalam udara setiap satu

satuan massa. Enthalpy ini merupakan jumlah total energi yang ada dalam udara

terebut, baik dari udara maupun uap air yang terkandung didalamnya.

5. Termometer maksimum dan minimum Six

Suhu dalam sebuah rumah kaca, yaitu rumah yang digunakan untuk menanam

tanaman sebagai bahan penelitian, Umumnya diukur dengan menggunakan

termometer maksimum dan minimum Six. Suhu minimum biasanya terjadi pada

malam hari dan suhu maksimum biasanya terjadi pada siang hari.

Ciri-ciri termometer six-Bellani antara lain :

a. Merupakan termometer khusus karena hanya digunakan untuk mengukur suhu

tertinggi dan terendah di suatu tempat,

b. Skala ukurnya antara -20oC sampai 50oC,

11

c. Menggunakan zat muai alcohol dan raks dan dilengkapi pula keeping baja

sebagai penunjuk skala,

d. Dilengkapi magnet tetap untuk menarik keeping baja turun melekat pada raksa.

Skala Suhu             : -20°C sampai dengan 50°C

Jenis Zat Muai       :  Alkohol dan Raksa

6. Termometer Laboratorium

Termometer laboratorium sering kamu jumpai di ruang laboratorium.

Termometer ini bisa kamu gunakan untuk perlengkapan laboratorium. Termometer ini

menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Jika cairan bertambah panas maka raksa

atau alkhohol akan memuai sehingga skala nya bertambah. Agar termometer sensitif

terhadap suhu maka ukuran pipa harus dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka

terhadap perubahan suhu maka dinding termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin

dan bila memungkinkan dibuat dari bahan yang konduktor.

Ciri-ciri termometer laboratorium antara lain:

a) Digunakan untuk mengukur suhu dalam percobaan, penelitian atau pengukuran

ilmiah lainnya,

b) Menggunakan zat muai raksa,

c) Skala ukurnya luas, hingga di bawah nol,

d) Terdapat jenis termometer laboratorium yang tidak diberi skala sehingga dapat

digunakan untuk praktek peneraan skala. 

Cara Menggunakan : Ukur suhu objek benda yang akan diukur(misalnya:

cairan), Jika cairan bertambah panas maka raksa atau alkhohol akan memuai sehingga

skala nya bertambah. Agar termometer sensitif terhadap suhu maka ukuran pipa harus

dibuat kecil (pipa kapiler) dan agar peka terhadap perubahan suhu maka dinding

termometer (reservoir) dibuat setipis mungkin dan bila memungkinkan dibuat dari

bahan yang konduktor.

Jenis Zat Muai       : Cairan raksa atau alkohol.

Termometer – termometer lainnya

1. Termometer gas

12

Jika kita mengkalibrasi termometer yang jenisnya berbeda, misalnya

termometer air raksa dan termometer alkohol, skala kedua termometer tersebut sama

hanya pada 0 oC (atau 32 oF) dan 100oC (atau 212 oF). Apabila kita menggunakan

kedua termometer tersebut untuk mengukur suhu udara, angka yang ditunjukkan

masing-masing termometer belum tentu sama. Bisa sajatermometer air raksa

menujukkan angka 48 oC, sedangkan termometer alkohol menunjukkan angka 46 oC.

Hal ini disebabkan karena kecepatan pemuaian raksa dan alkohol berbeda. Demikian

juga dengan jenis termometer yang lain, seperti termometer bimetal dll. Skala suhu

yang ditetapkan dengan cara ini sangat bergantung pada sifat materi yang digunakan.

Karena skala suhu yang ditetapkan menggunakan termometer biasa mempunyai

kekurangan maka kita membutuhkan sebuah termometer standar. Adanya termometer

standar membantu kita untuk menetapkan skala suhu secara lebih tepat, tanpa harus

bergantung pada sifat suatu materi.

Termometer yang hampir sempurna adalah termometer gas volume konstan.

Prinsip kerja termometer gas volume konstan adalah sebagai berikut. Volume gas

dijaga agar selalu tetap atau tidak berubah. Nah, ketika suhu bertambah, tekanan gas

juga bertambah. Pada prinsipnya, jika suhu naik, tekanan gas naik dan dihasilkan beda

ketinggian h yang lebih besar pada termometer. Karena gas memuai lebih besar

daripada cairan maka termometer gas lebih teliti daripada termometer cairan. Selain

itu termometer gas dapat mengukur suhu yang lebih rendah dan lebih tinggi daripada

termometer cairan. Lebar jangkauan suhunya adalah mulai dari - 250°C sampai

dengan 1500°C.

13

Gambar 5. Termometer Gas

Di dalam pipa 1 dan pipa 2 terdapat air raksa. Volume gas dijaga agar selalu

tetap, dengan cara menaikan atau menurunkan pipa 2 sehingga permukaan air raksa

dalam pipa 1 selalu berada pada tanda acuan. Jika suhu meningkat, tekanan gas dalam

tabung juga meningkat. Karenanya pipa 2 harus diangkat lebih tinggi agar volume gas

selalu konstan. Tekanan gas bisa diketahui dengan membaca tinggi kolom air raksa

(h) dalam pipa 2. Jika menggunakan cara manual, ingat saja kolom air raksa setinggi

760 mm = tekanan 1 atm (1 atmosfir). Pada termometer gas volume konstan yang

canggih  sudah ada alat penghitung tekanan. Wadah yang berisi gas juga sudah

dirancang agar gas selalu berada dalam volume yang tetap. Jadi yang diukur hanya

perubahan tekanan saja.

Untuk mengkalibrasi termometer gas volume konstan, kita bisa mengukur

tekanan gas pada dua suhu. Misalnya kita gunakan suhu titik es dan suhu titik uap.

Termometer gas volume konstan dikalibrasi pada tempat yang mempunyai tekanan

udara 1 atm. Langkah melakukan kalibrasi termometer adalah sebagai berikut.

Pertama, tabung gas dimasukkan ke dalam wadah yang berisi es dan air.

Volume gas dijaga agar selalu tetap, karenanya pipa 2 harus diturunkan sehingga

permukaan air raksa pada pipa 1 tetap berada pada titik acuan. Jika volume gas sudah

tidak berubah, catat ketinggian kolom air raksa (h) pada pipa 2. Gunakan h untuk

menghitung tekanan. Jika menggunakan termometer gas volume konstan yang

canggih, tabung yang berisi gas langsung dicelup ke dalam wadah yang berisi es dan

14

air. Sudah ada alat pengukur tekanan. Catat tekanan gas tersebut (anggap saja ini

tekanan 1 atau P1)

Kedua, tabung gas dimasukkan ke dalam wadah yang berisi air yang sedang

dipanaskan. Volume gas dijaga agar selalu tetap, karenanya pipa 2 dinaikkan sehingga

permukaan air raksa pada pipa 1 tetap berada pada titik acuan. Jika volume gas sudah

tidak berubah, catat ketinggian kolom airraksa (h) pada pipa 2. Gunakan h untuk

menghitung tekanan gas (anggap saja ini tekanan 2 atau P2)

Gambar 6. Grafik Skala Kelvin

Ketiga, buat grafik yang menyatakan hubungan antara tekanan dan suhu. Lihat

contoh di bawah.

P1 adalah tekanan gas pada suhu titik es (0 oC) dan P2 adalah tekanan gas pada

suhu titik uap (100 oC). Gambarkan sebuah garis yang menghubungkan titik temu

P1 dengan 0 oC dan titik temu P2 dengan 100 oC. Dengan berpedoman pada grafik,

walaupun kita hanya mengetahui besar tekanan gas, besar suhu juga bisa diketahui

dengan mudah bahkan bisa diramalkan.

Skala Kelvin

Jika garis miring pada grafik di atas digambarkan hingga memotong sumbu

T oC, maka ketika tekanan gas = 0, suhu gas = -273,15 oC.  Mungkin kita berpikir

bahwa suhu gas pada tekanan 0 berbeda-beda, bergantung pada jenis gas yang berada

di dalam tabung termometer gas volume konstan. Berdasarkan percobaan, walaupun

jenis gas berbeda, ketika tekanan gas menjadi nol, suhu selalu bernilai -273,15 oC.

Dengan demikian, kita bisa menggunakan suhu ini sebagai standar skala suhu (disebut

juga sebagai suhu nol mutlak). Suhu nol mutlak ini dikenal dengan julukan skala

mutlak alias skala Kelvin. Kelvin adalah nama almahrum Lord Kelvin (1824-1907),

mantan fisikawan Inggris.

15

Pada skala ini, suhu dinyatakan dalam Kelvin (K), bukan derajat Kelvin (oK).

Selang antara derajat sama seperti pada skala Celcius, tetapi harga nol digeser hingga

0 K. Jadi 0 K = -273,15 oC dan 273,15 K = 0 oC. Suhu dalam skala Celcius dapat

diubah menjadi skala Kelvin dengan menambahkan 273,15. Demikian juga suhu

dalam skala Kelvin bisa diubah menjadi skala Celcius dengan mengurangi 273,15.

T (K) = T (oC) + 273,15

T (oC) = T (K) – 273,15

2. Termometer platina

Prinsip termometer ini adalah ketika suhu naik, hambatan listrik platina naik.

Hambatan listrik diukur dengan teliti oleh sebuah rangkaian jembatan. ( Rangkaian

jembatan dipelajari di SMA).

Keuntungan termometer platina adalah Jangkauan suhunya lebar ( - 250°C

sampai dengan 1500°C), teliti, dan peka. Kerugian termometer ini adalah suhu tidak

dibaca secara langsung. Pembacaannya lambat, sehingga tidak sesuai untuk mengukur

suhu yang berubah – ubah.

3. Termometer termistor

Prinsip kerjanya adalah ketika suhu naik, hambatan termistor turun. Hambatan

listrik diukur dengan suatu rangkaian yang mengandung sebuah skala yang dikalibrasi

dalam derajat suhu. Keuntungan termometer ini adalah dapat dihubungkan

kerangkaian lain atau komputer. Kerugiannya adalah jangkauan suhunya terbatas,

yaitu -25°C sampai dengan 180°C.

4. Termometer termokopel

Gambar 7. Termokopel

16

Termometer ini terdiri dari dua kawat yang dibuat dari bahan logam yang

berbeda jenis dan dihubungkan kesebuah amperemeter. Prinsip kerjanya adalah suhu

berbeda akan menghasilkan arus listrik yang berbeda.

Keuntungan termometer ini adalah jangkauan suhunya besar ( mulai dari -

100°C sampai dengan 1500°C ), ukuran termometer kecil, dapat mengukur suhu

dengan cepat, dan dapat dihubungkan ke rangkaian lain atau komputer. Kerugiannya

adalah kurang teliti jika dibandingkan dengan termometer gas volum konstan dan

termometer platina.

Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan

untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan

listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis

konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu

yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann

Seebeck menemukan bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang diberi

perbedaan panas secara gradien akan menghasilkan tegangan listrik. Hal ini disebut

sebagai efek termoelektrik. Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan dua

macam konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang diukur.

Konduktor tambahan ini kemudian akan mengalami gradiasi suhu, dan mengalami

perubahan tegangan secara berkebalikan dengan perbedaan temperatur benda.

Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan

tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita

melakukan pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya

berkisar antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang

dihasilkan kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi menjadi populer sebagai

standar industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur,

kemampuan kimia, stabilitas, dan hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel

mengukur perbedaan temperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.

Pada banyak aplikasi, salah satu sambungan (sambungan yang dingin) dijaga

sebagai temperatur referensi, sedang yang lain dihubungkan pada objek pengukuran.

contoh, pada gambar di atas, hubungan dingin akan ditempatkan pada tembaga pada

papan sirkuit. Sensor suhu yang lain akan mengukur suhu pada titik ini, sehingga suhu

pada ujung benda yang diperiksa dapat dihitung. Termokopel dapat dihubungkan

17

secara seri satu sama lain untuk membuat termopile, dimana tiap sambungan yang

panas diarahkan ke suhu yang lebih tinggi dan semua sambungan dingin ke suhu yang

lebih rendah. Dengan begitu, tegangan pada setiap termokopel menjadi naik, yang

memungkinkan untuk digunakan pada tegangan yang lebih tinggi. Dengan adanya

suhu tetapan pada sambungan dingin, yang berguna untuk pengukuran di

laboratorium, secara sederhana termokopel tidak mudah dipakai untuk kebanyakan

indikasi sambungan lansung dan instrumen kontrol. Mereka menambahkan

sambungan dingin tiruan ke sirkuit mereka yaitu peralatan lain yang sensitif terhadap

suhu (seperti termistor atau diode) untuk mengukur suhu sambungan input pada

peralatan, dengan tujuan khusus untuk mengurangi gradiasi suhu di antara ujung-

ujungnya. Di sini, tegangan yang berasal dari hubungan dingin yang diketahui dapat

disimulasikan, dan koreksi yang baik dapat diaplikasikan. Hal ini dikenal dengan

kompensasi hubungan dingin. Biasanya termokopel dihubungkan dengan alat indikasi

oleh kawat yang disebut kabel ekstensi atau kompensasi. Tujuannya sudah jelas.

Kabel ekstensi menggunakan kawat-kawat dengan jumlah yang sama dengan

kondoktur yang dipakai pada Termokopel itu sendiri. Kabel-kabel ini lebih murah

daripada kabel termokopel, walaupun tidak terlalu murah, dan biasanya diproduksi

pada bentuk yang tepat untuk pengangkutan jarak jauh - umumnya sebagai kawat

tertutup fleksibel atau kabel multi inti. Kabel-kabel ini biasanya memiliki spesifikasi

untuk rentang suhu yang lebih besar dari kabel termokopel. Kabel ini

direkomendasikan untuk keakuratan tinggi. Kabel kompensasi pada sisi lain, kurang

presisi, tetapi murah. Mereka memakai perbedaan kecil, biasanya campuran material

konduktor yang murah yang memiliki koefisien termoelektrik yang sama dengan

termokopel (bekerja pada rentang suhu terbatas), dengan hasil yang tidak seakurat

kabel ekstensi. Kombinasi ini menghasilkan output yang mirip dengan termokopel,

tetapi operasi rentang suhu pada kabel kompensasi dibatasi untuk menjaga agar

kesalahan yang diperoleh kecil. Kabel ekstensi atau kompensasi harus dipilih sesuai

kebutuhan termokopel. Pemilihan ini menghasilkan tegangan yang proporsional

terhadap beda suhu antara sambungan panas dan dingin, dan kutub harus dihubungkan

dengan benar sehingga tegangan tambahan ditambahkan pada tegangan termokopel,

menggantikan perbedaan suhu antara sambungan panas dan dingin.

Hubungan Tegangan dan Suhu

18

Hubungan antara perbedaan suhu dengan tegangan yang dihasilkan termokopel

bukan merupakan fungsi linier melainkan fungsi interpolasi polinomial

Koefisien an memiliki n antara 5 dan 9. Agar diperoleh hasil pengukuran yang

akurat, persamaan biasanya diimplementasikan pada kontroler digital atau disimpan

dalam sebuah tabel pengamatan. Beberapa peralatan yang lebih tua menggunakan

filter analog.

Tipe-Tipe Termokopel

Tersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya

1 Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))

Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang

suhu −200 °C hingga +1200 °C.

2 Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy))

Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok

digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe

non magnetik.

3 Tipe J (Iron / Constantan)

Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer

dibanding tipe K

Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C

4 Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy))

Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk

pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C.

Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N

merupakan perbaikan tipe K

Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia yang memiliki

karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling stabil, tetapi

karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan

untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C).

19

1 Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)

Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C. Tipe B memberi output

yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai

di bawah suhu 50 °C.

2 Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)

Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10

µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk

tujuan umum.

3 Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)

Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10

µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk

tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk

standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).

4 Type T (Copper / Constantan)

Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C.

Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang negatif terbuat dari

constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak

penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitifitas ~43 µV/°C

Penggunaan Termokopel

Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang luas,

hingga 2300°C. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana perbedaan suhu

yang kecil harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0--

100 °C dengan keakuratan 0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok.

Contoh Penggunaan Termokopel yang umum antara lain :

Industri besi dan baja

Pengaman pada alat-alat pemanas

Untuk termopile sensor radiasi

Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.

5. Termometer bimetal

20

Termometer ini mengandung sebuah keping bimetal tipis berbentuk spiral.

Prinsipnya, makin besar suhu, keping bimetal makin melengkung untuk menunjukkan

suhu yang lebih besar.

6. Pirometer

Pirometer ( pyrometer) adalah termometer yang digunakan untuk mengukur

suhu yang sangat tinggi ( di atas 1000°C), seperti suhu peleburan logam atau suhu

permukaan Matahari. Prinsip kerja alat ini adalah mengukur radiasi yang dipancarkan

oleh benda tersebut. Terdapat dua macam pirometer, yaitu pirometer optik dan

pirometer radiasi total.

7. Termometer Inframerah

Gambar 8. Termometer Inframerah

Termometer Infra Merah mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam

(biasanya infra merah) yang dipancarkan objek. Kadang disebut termometer laser jika

menggunakan laser untuk membantu pekerjaan pengukuran, atau termometer tanpa

sentuhan untuk menggambarkan kemampuan alat mengukur suhu dari jarak jauh.

Dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisi

nya, Temperatur objek dapat dibedakan.

Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor, yang

mengubah energi menjadi sinyal elektrik yang bisa ditunjukkan dalam unit temperatur

setelah disesuaikan dengan variasi temperatur lingkungan. Konfigurasi fasilitas

pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa menyentuh objek. Dengan demikian,

termometer infra merah berguna mengukur suhu pada keadaan dimana termokopel

atau sensor tipe lainnya tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkan suhu yang

akurat untuk beberapa keperluan.

21

Cara menggunakan termometer inframerah adalah dengan cara menekan tombol

sampai menunjukkan angka tertinggi, sambil mengarahkan sinar inframerah ke

sasaran yang dituju seperti pada besi yang masih membara pada pabrik pengolahan

besi atau baja. Sinar yang diarahkan ke logam akan memantul dan pantulan tersebut

akan direspon oleh sensor penerima sehingga termometer inframerah menunjukkan

angkanya.

Termometers Infrared dapat digunakan untuk beberapa fungsi pengamatan

temperatur. Beberapa contoh, antara lain:

1 Mendeteksi awan untuk sistem operasi teleskop jarak jauh.

2 Memeriksa peralatan mekanika atau kotak sakering listrik atau saluran

hotspot

3 Memeriksa suhu pemanas atau oven, untuk tujuan kontrol dan kalibrasi

4 Mendeteksi titik api/menunjukkan diagnosa pada produksi papan rangkaian

listrik

5 Memeriksa titik api bagi pemadam kebakaran

6 Mendeteksi suhu tubuh makhluk hidup, seperti manusia, hewan, dll

7 Memonitor proses pendinginan atau pemanasan material, untuk penelitian

dan pengembangan atau quality control pada manufaktur.

Jenis Sensor :

Sistem Pencitraan Garis Infra Merah, biasanya membantu menentukan titik api

yang penting pada pencerminan putar, untuk secara terus-menerus memindai

permukaan yang luas pada ruang. Alat ini banyak digunakan pada manufaktur yang

melibatkan konveyer atau proses jaring-jaring, seperti lembaran kaca besar atau logam

yang keluar dari tungku, pabrik dan kertas, atau tumpukan material yang terus

menerus sepanjang sabuk konveyer.

Kamera Infra Merah, Termometer infra merah yang didesain khusus sebagai

kamera, memonitor banyak titik pada saat yang sama, hasilnya berupa gambar 2

dimensi, di mana tiap pixel menunjukkan temperatur. Teknologi ini umumnya

membutuhkan banyak prosesor dan software daripada sistem sebelumnya, digunakan

memindai area yang luas. Aplikasi yang umum termasuk untuk memonitor batas

negara bagi militer, pengawasan kualitas pada proses manufaktur, dan pengawasan

22

peralatan atau ruang kerja yang panas/dingin untuk tujuan keselamatan dan

pemeliharaan.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

No. Nama Alat dan Bahan Spesifikasi Jumlah

1. Penentuan Skala Termometer

Set

- 1 Set

2. Beaker Glass (250 ± 25) mL 1

3. Bunsen Burner - 1

4. Kasa Pembakar - 1

5. Kaki Tiga - 1

6. Lup - 1

23

7. Statif - 1

8. Sambungan Statif - 1

9. Korek Api/Korek Gas - 1

10. Benang - Secukupnya

11. Air - Secukupnya

12. Es Batu - Secukupnya

13. Garam - Secukupnya

Tabel 1. Alat dan Bahan

3.2 Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Mengukur suhu dan tekanan di dalam Laboratorium sebelum percobaan.

3. Menggantung penentuan termometer set (termometer celcius dan termometer tanpa

skala) pada statif dengan menggunakan benang.

4. Kemudian masukkan penentuan termometer set ke dalam beaker glass yang telah diisi

es batu.

5. Menunggu hingga termometer celcius menunjukkan skala 0° C.

6. Menambahkan garam untuk mempercepat proses pembekuan.

7. Menyalakan Bunsen burner dan memanaskan air menggunakan beaker glass.

8. Selama proses pemanasan, menentukan posisi awal kolom alkohol pada termometer

tanpa skala sebagai batas bawah pengamatan.

9. Menuliskan kenaikan kolom alkohol pada termometer tanpa skala di setiap kenaikan

20℃ pada termometer celcius.

10. Setelah data terakhir diperoleh, lakukan pencatatan posisi kolom alkohol untuk setiap

penurunan 20℃.

11. Catat semua hasil pengamatan dalam tabel pengamatan.

12. Mengukur suhu dan tekanan di dalam Laboratorium setelah percobaan.

13. Membereskan alat dan bahan.

3.3 Data Percobaan

24

Tabel 2. Suhu dan tekanan ruangan

No. T (Suhu) (…

°C)

L (Panjang Kolom

Penaikkan) (…cm)

L (Panjang Kolom

Penurunan) (…cm)

L (Rata-rata Panjang Kolom)

(...cm)

1. 0 6,9 6,8 6.9

2. 20 9,2 9,2 9.2

3. 40 11,6 11,5 11.6

4. 60 14 13,9 14

5. 80 16,4 16,3 16.4

6. 100 18,8 18,8 18.8

Tabel 3. Panjang kolom penaikkan dan penurunan

3.4 Pengolahan Data

1. Skala Fahrenheit (...F)

No

.

Suhu (...ºC) L (Rata-rata Panjang

Kolom) (...cm)

∆L (Selisih Panjang Kolom)

(...cm)

1 0 6,9 0

2 20 9,2 2,3

3 40 11,6 4,7

4 60 14 7,1

5 80 16,4 9,5

6 100 18,8 11,9

25

Keadaan Laboratorium Suhu (…°C) Tekanan (…cmHg)

Sebelum Percobaan 25 ± 0,25 68,50 ± 0,005

Setelah Percobaan 26,5 ± 0,25 68,60 ± 0,005

Tabel 4. Rata-rata dan selisih panjang kolom

a. Perhitungan Selisih Panjang Kolom

∆L1 = L1-L1= 6,8 cm - 6,9 cm= 0 cm

∆L2 = L2-L11= 9,2 cm - 6,9 cm= 2,3 cm

∆L3 = L3-L1= 11,6 cm - 6,9 cm= 4,7 cm

∆L4 = L4-L1= 14 cm - 6,9 cm= 7,1 cm

∆L5 = L5-L1= 16,4 cm - 6,9 cm= 9,5 cm

∆L6 = L6-L1= 18,8cm – 6,9 cm= 11,9 cm

Untuk menentukan nilai skala termometer tanpa skala bisa dilakukan dengan

melakukan perbandingan terhadap termometer berskala, kemudian konversi ke jenis

skala yang diinginkan (Fahrenheit/Reamur). Adapun caranya yaitu:

Celcius = 0°-100° = 100°

Reamur = 0°-80° = 80°

Fahrenheit = 32°-212° = 180°

Terhadap skala Fahrenheit:

T1 = ( ∆ L 1∆ L 6

×180 °) + 32

= (0 cm

11,9cm×180 °) + 32

= 32ºF

T2 = ( ∆ L 2∆ L 6

×180 °) + 32

= (2,3 cm11,9cm

×180 °) + 32

= 66,8ºF

T3 = ( ∆ L 3∆ L 6

×180 °) + 32

= (4,7 cm11,9cm

×180 °) + 32

= 103,09ºF

T4 = ( ∆ L 4∆ L 6

×180 °) + 32

= (7,1 cm11,9cm

×180 °) + 32

= 103,39ºF

T5 = ( ∆ L 5∆ L 6

×180 °) + 32

= (9,5 cm11,9cm

×180 °) + 32

= 175,69ºF

T6 = ( ∆ L 6∆ L 6

×180 °) + 32

= (11,9cm11,9cm

×180 °) + 32

= 212º

26

Termometer Berskala

Celcius (… ºC)

Panjang Termometer Tanpa Skala

(…cm)

Suhu Rendah 0 6,9

Suhu Tinggi 100 18,8

Tabel 5. Penentuan titik tetap atas dan titik tetap bawah pada termometer tanpa skala.

No

.

Suhu

(...ºC)

L (Rata-rata Panjang

Kolom) (...cm)

∆L (Selisih Panjang

Kolom) (...cm)Suhu (...ºF)

1 0 6,9 0 32

2 20 9,2 2,3 66,8

3 40 11,6 4,7 103,09

4 60 14 7,1 139,39

5 80 16,4 9,5 175,69

6 100 18,8 11,9 212

Tabel 6. Suhu dalam Fahrenheit.

0 20 40 60 80 100 1200

50

100

150

200

250

f(x) = 1.80424285714286 x + 31.2828571428571R² = 0.999952600879259

Grafik F=f(°C)

Series2Linear (Series2)

Suhu (°C)

Suhu

(°F)

Gambar 9. Grafik F=f(C)

2. Skala Reamur (...R)

27

No

.

Suhu (...ºC) L (Rata-rata Panjang

Kolom) (...cm)

∆L (Selisih Panjang Kolom)

(...cm)

1 0 6,9 0

2 20 9,2 2,3

3 40 11,6 4,7

4 60 14 7,1

5 80 16,4 9,5

6 100 18,8 11,9

Tabel 7. Rata-rata dan selisih panjang kolom

b. Perhitungan Selisih Panjang Kolom

∆L1 = L1-L1= 6,8 cm - 6,9 cm= 0 cm

∆L2 = L2-L11= 9,2 cm - 6,9 cm= 2,3 cm

∆L3 = L3-L1= 11,6 cm - 6,9 cm= 4,7 cm

∆L4 = L4-L1= 14 cm - 6,9 cm= 7,1 cm

∆L5 = L5-L1= 16,4 cm - 6,9 cm= 9,5 cm

∆L6 = L6-L1= 18,8cm – 6,9 cm= 11,9 cm

Untuk menentukan nilai skala termometer tanpa skala bisa dilakukan dengan

melakukan perbandingan terhadap termometer berskala, kemudian konversi ke jenis

skala yang diinginkan (Fahrenheit/Reamur). Adapun caranya yaitu:

Celcius = 0°-100° = 100°

Reamur = 0°-80° = 80°

Fahrenheit = 32°-212° = 180°

Terhadap skala Reamur:

T1 = ( ∆ L 1∆ L 6

× 80°) = (0 cm

11,9cm× 80°)

28

= 0ºR

T2 = ( ∆ L 2∆ L 6

× 80°)

= (2,3 cm11,9cm

× 80°)

= 15,46ºR

T3 = ( ∆ L 3∆ L 6

× 80°)

= (4,7 cm11,9cm

× 80°)

= 31,59ºR

T4 = ( ∆ L 4∆ L 6

×80 °)

= (7,1 cm11,9cm

× 80°)

= 47,73ºR

T5 = ( ∆ L 5∆ L 6

× 80°)

= (9,5 cm11,9cm

× 80°)

= 63,8ºR

T6 = ( ∆ L 6∆ L 6

× 80°)

= (11,9cm11,9cm

× 80°)

= 80º

Termometer Berskala

Celcius (… ºC)

Panjang Termometer Tanpa Skala

(…cm)

Suhu Rendah 0 6,9

Suhu Tinggi 100 18,8

Tabel 8. Penentuan titik tetap atas dan titik tetap bawah pada termometer tanpa skala.

No

.

Suhu

(...ºC)

L (Rata-rata Panjang

Kolom) (...cm)

∆L (Selisih Panjang

Kolom) (...cm)Suhu (...ºR)

1 0 6,9 0 0

2 20 9,2 2,3 15,46

3 40 11,6 4,7 31,59

4 60 14 7,1 47,73

5 80 16,4 9,5 63,8

6 100 18,8 11,9 80

Tabel 9. Suhu dalam Reamur.

29

0 20 40 60 80 100 1200

10

20

30

40

50

60

70

80

90

f(x) = 0.801228571428571 x − 0.34809523809524R² = 0.999928580088619

Grafik R=f(T°C)

Series2Linear (Series2)

Suhu (°C)

Suhu

(°T)

Gambar 10. Grafik R=f(T°C)

3.5 Konversi Suhu

Fahrenheit (°F)

95

tc + 32 → 95

×0 + 32 = 32°F

95

tc + 32 → 95

×20 + 32 = 68°F

95

tc + 32 → 95

×40 + 32 = 104°F

95

tc + 32 → 95

×60 + 32 = 140°F

95

tc + 32 → 95

×80 + 32 = 176°F

95

tc + 32 → 95

×100 + 32 = 212°F

Reamur

45

tc = 45

×0 = 0°R

45

tc = 45

×20 = 16°R

45

tc = 45

×40 = 32°R

45

tc = 45

×60 = 48°R

45

tc = 45

×80 = 64°R

45

tc = 45

×100 = 80°R

3.6 Analisis Data

30

Gambar 11. Tabel Konversi Suhu

Berdasarkan pengolahan data dari percobaan yang telah dilakukan dengan

mengukur kenaikan dan penurunan panjang zat cair dalam termometer (Alkohol)

setiap 20°C untuk menentukan skala pada termometer tanpa skala, maka jika

dikonversi terhadap skala Fahrenheit dan Reamur diperoleh nilai skala pada titik didih

Fahrenheit adalah saat 20C=66,8F, saat 40C=103,09F, saat 60C=139,35F, saat

80C=175,69F dan saat 100C=212F dan diperoleh nilai skala titik didih Reamur

adalah saat 20C=0R, saat 40C=31,59R, saat 60C=47,73R, saat 80C=63,8R dan

saat 100C=80R. Hasil pengolahan data tersebut hanya sedikit berbeda dengan nilai

titik didih pada Termometer Fahrenheit dan Termometer Reamur pada literatur yaitu

dalam tabel konversi suhu dalam Gambar 5. Tabel Konversi Suhu.

Perbedaan tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu:

1. Pengaruh dari tekanan ruangan, karena berdasarkan literatur air mendidih pada suhu

100°C adalah pada keadaan setimbang atau pada saat tekanannya 1 atm. Sedangkan

pada saat melakukan percobaan tekanan di laboratorium adalah 67.8 cmHg atau setara

dengan 0,89 atm.

2. Kurang telitinya praktikan dalam mengamati setiap perubahan panjang tiap kenaikan

dan penurunan 20°C. Disebabkan oleh susahnya praktikan dalam menentukan titik

beku termometer celcius yaitu 0°C dan titik didih termometer celcius yaitu 100°C.

Oleh karena itu, praktikan menggunakan garam untuk mempercepat proses

pembekuan pada saat menentukan titik beku dan untuk mempercepat air mendidih

sehingga termometer menunjukan skala 100°C. Karena terlalu banyak menambahkan

garam untuk menaikkan suhu sehingga suhu naik terlalu cepat dan juga terlalu banyak

menambahkan es batu untuk menurunkan suhu sehingga suhu turun terlalu cepat.

31

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan untuk

mempercepat proses pembekuan dan mempercepat air mendidih dapat menggunakan

garam. Setelah didapat data dan dilakukan pengolahan data diperoleh hasil pada

penentuan skala termometer yaitu diperoleh nilai skala pada titik didih Fahrenheit

adalah:

saat 20C=66,8F

saat 40C=103,09F

saat 60C=139,35F

saat 80C=175,69F

saat 100C=212F

dan diperoleh nilai skala titik didih Reamur adalah:

saat 20C=0R

saat 40C=31,59R

saat 60C=47,73R

saat 80C=63,8R

saat 100C=80R

4.2 Saran

Diharapkan praktikan dapat lebih teliti dalam mengamati perubahan panjang

tiap kenaikan dan penurunan 20°C.

Daftar Pustaka

32

Jaya.2013.”Program Membuat Tabel Konversi Suhu pada Turbo

C.(online).http://dasar-pendidikan.blogspot.com/2013/04/program-membuat-tabel-

konversi-suhu-pada-turbo-C.html.Diakses 16 April 2014

Kitacintafisika

2010.”Termometer”.(online).http://kitacintafisika.blogspot.com/2010/03/

termometer.html.Diakses 13 April 2014

Unri 2009.”Konversi

Suhu”.(online).http://lib.unri.blogspot.com/2009/17/konversi.suhu.html.Diakses 13

April 2014

Yanto. 2012. Bahan Pengisi dan Ragam Termometer. (http://semi-yanto.blogspot.com/2011/08/bahan-pengisi-dan-ragam-termometer.html, diakses 9 April 2014).

33