Termometer

Temperatur merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya benda (Giancoli, 2001:449).
Banyak sifat zat yang berubah terhadap temperatur. Sebagian besar zat memuai saat dipanaskan, seperti besi akan memanjang saat panas daripada saat kondisi dingin. Jalan dan trotoar beton pun memuai dan menyusut terhadap tempatur yang menjadi alasan ditempatkannya pemisah yang bisa ditekan atau bisa memuai pada jarak tertentu di jembatan maupun jalanan beton.
Hambatan listrik materi zat juga berpengaruh signifikan terhadap temperatur. Demikian pula dengan warna benda, perubahan warna menunjukkan tempatur tertentu.
Misalnya api warna biru menunjukkan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan api berwarna merah atau berwarna kuning. Cahaya putih yang dihasilkan dari kawat wolfram (tungsten) dalam bolam pijar berasal dari kawat yang sangat panas. Zat padat besi berwarna jingga hingga putih bila dipanaskan saat ditempa dalam pabrik kendaraan menunjukkan fenomena serupa. Demikian pula dengan bintang-bintang yang berkelap kelip menunjukkan temperatur permukaan bintang-bintang tersebut. Matahari pun dikatakan bintang (kerdil kuning). Suhu permukaan bintang atau matahari yang berdasarkan warna bisa dihitung temperaturnya menggunakan panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya.
Alat yang dirancang untuk mengukur temperatur dinamakan termometer. Sebagian besar termometer dirancang peka terhadap pemuaian. Galileo mengajukan gagasan pertama termometer melalui fenomena pemuaian gas. Berangsur-angsur evolusi termometer terjadi hingga menjadi termometer yang berisi cairan dalam gelas.
Macam-macam termometer antara lain : termometer oven, termometer ketel kopi, termometer udara, termometer hambatan, termistor, termometer kopel.
Untuk menyatakan hasil pengukuran termometer digunakan skala numerik, skala yang digunakan secara kuantitatif ini yang paling banyak dipakai adalah skala Celcius, skala Fahrenheit, dan skala yang paling penting dalam sains adalah skala absolut atau Kelvin (Giancoli, 2001:451).
Untuk memudahkan mengingat skala termometer ini 00C = 320C, 50C = 90C, atau 1000C = 2120F.
Demikian pula halnya dengan 800R = 212 0F atau 273 K = 00C bahkan 0 K = -2730C
Macam-macam thermometer
1. Termometer Raksa
Termometer yang pipa kacanya diisi dengan raksa disebut termometer raksa. Termometer raksa dengan skala celcius adalah termometer yang umum dijumpai dalam keseharian.
• Keuntungan
- Raksa mudah dilihat karena mengkilap.
- Volume 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 laboratoriun (-40 derajat Celcius s/d 350 derajat Celcius)
- Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu cepat dan tepat.
• Kerugian
- Raksa mahal
- Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya suhu di kutub utara dan kutub selatan)
- Raksa termasuk zat berbahaya (sering digunakan “air keras”) sehingga termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah.
2. Termometer Alkohol
• Keuntungan
- Alkohol lebih murah dibandingkan raksa
- Alkohol terliti, karena untuk kenaikana suhu yang kecil, alkohol mengalami perubahan volum yang besar.
- Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (misalnya suhu di daerah kutub) karena titik beku alkohol sangat rendah yaitu -112 derajat celcius.
• Kerugian
- Alkohol memiliki titik didih rendah yaitu 78 derajat Celcius sehingga pemakaiannya terbatas (antara lain tidak dapat mengukur suhu air ketika mendidih.
- Alkohol tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar mudah dilihat.
- Alkohol membasahi (melekat) pada dinding kaca.
3. Termometer Klinis
Biasa digunakan para dokter & perawat untuk mengukur suhu tubuh manusia.
4. Termometer Dinding
Umumnya termometer dinding dipasang tegak di dinding sebuah ruang dan digunakan untuk mengukur suhu ruangan.
5. Termometer Max & Min Six
Suhu dalam sebuah rumah kaca, yaitu rumah digunakan untuk menanm tanaman sebagai bahan penelitian, umumnya diukur dengan menggunakan termometer max & min six.
6. Termometer gas (pada p tetap)
Termometer yang tekanan gasnya dijaga tetap, dan volume gasnya dijadikan sifat termometrik dari termometer.
Pada prinsipnya, jika suhu naik, tekanan gas naik dan dihasilkan beda ketinggianh yang lebih besar pada thermometer. Karena gas memuai lebih besar daripada cairan maka termometer gas lebih teliti daripada termometer cairan. Selain itu dapat mengukur suhu lebih rendah dan lebih tinggi dibandingkan termometer cairan. Jangkauan suhunya mulai dari -250oC sampai dengan 1500oC.

7. Termometer gas (pada v tetap)
Prinsip kerja si termometer gas volume-konstan adalah sebagai berikut.
Volume gas dijaga agar selalu tetap alias tidak berubah. Ketika suhu bertambah, tekanan gas juga akan ikut bertambah.
Dalam pipa 1 dan pipa 2 terdapat air raksa. Volume gas dijaga agar selalu konstan, dengan cara menaikan atau menurunkan pipa 2 sehingga permukaan air raksa dalam pipa 1 selalu berada pada tanda acuan. Jika suhu (temperature) meningkat, tekanan gas dalam tabung juga ikut bertambah. 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.
Biasanya 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 cuma perubahan tekanannya saja…

8. Termometer cairan
Temometer jenis ini biasanya dibuat dari kaca halus yang bagian dalamnya berongga dan hampa udara dengan tabung (pentolan) di bagian bawahnya yang diisi dengan cairan. Cairan yang biasa digunakan dalam termometer cairan adalah raksa dan alkohol.
Ketika suhu meningkat, alkohol atau air raksa yang berada di dalam wadah akan memuai sehingga panjang kolom alkohol atau air raksa akan bertambah. Sebaliknya, ketika suhu menurun, panjang kolom alkohol atau air raksa akan berkurang. Pada bagian luar tabung kaca terdapat angka-angka yang merupakan skala termometer tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh ujung kolom alkohol atau air raksa merupakan nilai suhu yang diukur.

9. Termometer resistor
Hambatan listrik dari logam akan bertambah apabila suhu logam naik. Sifat ini yang dipakai sebagai dasar kerja thermometer hambatan listrik. Jika termometer hambatan listrik berbentuk kawat halus yang panjang, biasanya kawat itu dililitkan pada kerangka tipis untuk menghindari regangan berlebihan ketika kawat mengerut pada waktu dingin. Dalam keadaan khusus, kawat itu dapat dililitkan pada atau dimasukkan dalam bahan yang suhunya akan diukur. Dalam kisaran suhu rendah, termometer hambatan sering kali terdiri atas hambatan radio dan terbuat dari komposisi karbon dan kristal germanium yang didoping dengan arsenik dan dimasukkan dalam kapsul tertutup berisi helium. Termometer ini dapat ditempelkan pada permukaan zat yang suhunya akan diukur atau diletakkan dalam lubang yang digurdi untuk maksud itu. Biasanya hambatan diukur dengan mempertahankan arus tetap yang besarnya diketahui dalam termometer itu dan mengukur beda potensial kedua ujung hambat dengan pertolongan potensiometer yang sangat peka.
Arus dibuat tetap dengan cara mengatur hambatan geser sehingga beda potensial kedua ujung hambat baku yang terpasang seri dengan termometer, seperti terlihat pada potensiometer pemonitor, tetap sama. Termometer hambatan platina dapat dipakai untuk pekerjaan yang sangat cermat dalam kisaran antara -253oC sampai 1200oC.

10. Pirometer
Pirometer adalah jenis termometer yang digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (diatas 10000C), misalnya suhu cairan logam di pabrik pengelolaan logam.
Pada umumnya hambatan suatu listrik akan berubah jika suhunya berubah. Bila suhu naik, hambatan listrik akan menjadi besar, demikian pula sebaliknya. Termometer pyrometer ini dinamakan pyrometer atau termometer hambatan.
Di dunia industri, termometer pirometer dikenal juga pyrometer optic (optical pyrometer). Pyrometer ini terdiri dari sebuah teleskop T. di dalam tabung teleskop ini ada filter F dari gelas merah dan sebuah lampu lustrik L berukuran kecil.
Jika pyrometer diarahkan ke api suatu tungku, pengamat dapat melihat melalui teleskop, filament lampu yang gelap dengan latar belakang api tungku yang terang.
Filament lampu ini dihubungkan dengan baterai B dan rheostat R. dengan cara memutar tombol rheostat arus di dalam filamen lampu L dapat diatur sedemikian rupa sehingga terang cahaya lampu L dapat ditambah berangsur-angsur sampai terang filament sama dengan latar belakang nya, yaitu api tungku yang terang, yang berfungsi sebagai objek yang akan di ukur suhunya.
Dari pembacaan di arus A, setelah di kalibrasi dan di tera dalam skala suhu maka objek dapat diukur.

11. Termokopel
Termokopel merupakan salah satu aplikasi dari prinsip termodinamika, dimana termokopel ini sering digunakan pada: Industri besi dan baja, Pengaman pada alat-alat pemanas, Untuk termopile sensor radiasi, Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.
Prinsip kerja dari termokopel adalah, adanya 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.

12. Termistor
Termistor (Inggris: thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah, artinya jika suhu naik, hambatan termistor turun. Hambatan listrik diukur dengan suatu rangkaian yang mengandung sebuah skala yang dikalibrasi dalam derajat suhu. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan).