Termoskop dan Termometer yang dapat Digunakan untuk Mengukur Perubahan Suhu


A. TERMOSKOP DAN TERMOMETER
Ketika kita berada di suatu lokasi kita sering mengatakan tempat ini sangat panas; atau tempat ini udaranya lumayan dingin. Seberapa panaskah hari itu atau seberapa dinginkah saat ini? Untuk menjawab pertanyaan tersebut kita memerlukan suatu cara atau alat yang sahih (dapat dipercaya) untuk mengukur suhu udaranya. Artinya kita memerlukan termoskop dan termometer.

Energi panas dihasilkan energi gerak dari atom-atom penyusun suatu molekul. Sedangkan suhu merupakan ukuran panas yang dimiliki oleh setiap molekul suatu zat. Suhu tidaklah sama dengan panas. 
Semakin tinggi suhu suatu zat, semakin banyak energi yang tersimpan dalam zat tersebut. Untuk mengukur suhu dengan tepat, maka kita membutuhkan peralatan yang benar-benar peka atau sensitif.

Termoskop merupakan peralatan ilmiah pertama yang digunakan untuk mengukur perubahan suhu. Termoskop pertama dibuat pada abad ketiga SM oleh seorang ilmuwan Yunani, Ctesibius. Termoskop ini terdiri atas bola berongga dengan tabung yang keluar dari bagian atas bola yang dimasukan ke dalam semangkuk air. 
Ketika bolanya memanas, udara di bagian dalam mengembang menuruni tabung dan akhirnya keluar dari air dalam bentuk gelembung. Jika bolanya mendingin, udaranya mengerut (membutuhkan sedikit ruangan) dan menyedot air menaiki tabung. Termoskop dapat menunjukan perubahan suhu, tetapi tidak dapat menunjukan seberapa banyak perubahannya, karena termoskop tidak ditandai dengan skala suhu.

Sekitar tahun 1592, fisikawan Galileo Galilei (1564-1642) menciptakan termoskop yang lebih akurat. Tetapi Dia tidak dapat membuat langkah besar berikutnya yakni menciptakan skala untuk menandai tabung, agar termoskopnya dapat menunjukan angka tertentu. Salah satu teman Galileo, seorang doktor Italia bernama Santorio (1561-1636), mengambil termoskop buatan Galileo dan mulai menandai dengan dua titik. 
Ketinggian zat cair ketika termoskopnya ditusukan ke dalam salju dan ketinggian zat cair ketika termoskopnya dipegang di atas nyala lilin. Kemudian dia membagi jarak di antara dua titik itu menjadi 100 bagian yang sama yang disebut derajat. Setelah itu setiap suhu dapat diukur dan dibandingkan dengan dua titik itu. Ini adalah termometer pertama yang sebenarnya.
Termometer buatan Santorio segera digantikan oleh peralatan yang lebih akurat. Sebagian besar peralatan ini bekerja sesuai dengan prinsip bahwa cairan dan gas akan menempati sedikit ruang ketika mendingin dan membutuhkan lebih banyak ruang ketika memanas.
Jenis termometer yang paling umum memiliki tabung kaca yang berisi cairan. Ketika termometer ini memanas, baik tabung kaca maupun cairannya mengembang. Cairan lebih mengembang daripada tabung kaca, maka cairan akan bergerak menaiki tabung. Jenis termometer ini sekarang sudah jarang digunakan.

Pada awalnya, termometer menggunakan campuran alkohol dan air. Campuran ini akan membeku pada suhu yang lebih rendah jika dibandingkan dengan hanya menggunakan air saja, sehingga kita dapat mengukur suhu di bawah titik beku air. 
Kita bisa menggunakan air saja dalam termometer namun termometer tersebut akan membeku pada suhu di bawah 0 °C. Akan tetapi campuran air-alkohol akan mendidih di bawah suhu 100 °C sehingga termometer tersebut tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu setinggi itu.

Namun diakhir awal abad ke-18, seorang fisikawan Jerman, Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), menyadari bahwa air raksa ternyata lebih baik dibanding campuran air-alkohol jika digunakan di dalam termometer. 
Air raksa adalah satu-satunya unsur logam yang berwujud cair pada suhu kamar dan hingga kini belum ada satu pun teori yang mampu menjelaskan mengapa air raksa berwujud cair pada suhu kamar. 

Air raksa merupakan penghantar panas yang baik, artinya seluruh bagian air raksa akan dengan cepat memiliki suhu yang sama ketika termometer didinginkan atau dipanaskan. Tidak seperti alkohol, air raksa tidak membasahi kaca atau menempel di dalam termometer. Air raksa dapat menaiki dan menuruni tabung kaca dengan lancar tanpa hambatan.


B. SKALA SUHU
Para ilmuwan telah bekerja keras untuk menciptakan skala suhu sehingga termometer dapat digunakan dengan baik. Saat ini skala Fahrenheit masih digunakan secara luas. Fahrenheit mempunyai suhu nol di bawah titik beku air sehingga suhu-suhu rendah selama musim dingin dapat di tulis tanpa menggunakan bilangan negatif.
Oleh sebab itu, beliau menetapkan 0 °F untuk campuran es dan garam, yang jauh lebih dingin daripada es saja. Fahrenheit menetapkan suhu es yang sedang mencair 32 °F dan suhu air mendidih 212 °C.
Ilmuwan Swedia, Anders Celcius (1701-1744) menciptakan skala dengan titik beku air pada suhu 100 °C dan titik didihnya 0 °C. Namun di kemudian hari para ilmuwan mulai membaliknya menjadi “titik beku air pada suhu 0 °C dan titik didihnya 100 °C”.

Dalam beberapa kondisi, para ilmuwan sering menggunakan skala Celcius dan juga skala suhu termodinamika. Skala suhu termodinamika dikembangkan dari skala yang diciptakan oleh ilmuwan Inggris, Lord Kelvin (1824-1907). Dia menggunakan derajat yang berukuran sama dengan derajat Celcius, tetapi memulai skalanya pada nol mutlak. Ini adalah suhu terendah yang dapat dicapai oleh suatu zat, ketika seluruh atomnya hampir tidak dapat bergerak.
Nol mutlak adalah -459,67 °F (-273,15 °C); pada skala asli Kelvin nol mutlak ditulis sebagai 0 °K. Sekarang seluruh skalanya telah disebut dengan skala Kelvin (K). Saat ini, nol mutlak dalam skala Kelvin di tulis sebagai 0 K, dan titik beku air adalah 273,15 K.
Untuk mengubah suhu bolak balik antara skala Celcius dan skala Fahrenheit sangat mudah.
-  Untuk mengubah Fahrenheit ke Celcius: kurangi suhunya dengan 32 kemudian bagilah dengan 1,8.
Contoh :
Ubahlah 76 °F ke skala Celcius.
76 – 32  =  44
44 / 1,8  =  24,4
Jadi suhu 76 °F = 24,4 °C.

-  Untuk mengubah Celcius ke Fahrenheit: kalikan suhu Celcius dengan 1,8 dan tambahkan dengan 32.
Contoh:
Ubahlah 35 °C ke skala Fahrenheit
35 x 1,8  =  63
63 + 32  =  95
Jadi suhu 35 °C  =  95 °F


Tidak ada komentar:

IKUTI

KONTAK

Nama

Email *

Pesan *