TERMOMETER

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Seiring dengan kemajuan teknologi elektronika yang pesat saat ini sehingga dengan kemajuan tersebut dapat membantu dan mempermudah pekerjaan yang dilakukan oleh manusia menjadi lebih praktis, ekonomis dan efisien. Kemudian harga komponennya yang relatif murah membuat elektronika menjadi sesuatu yang harus dipelajari karena dalam dunia modern sekarang ini hampir seluruh aktivitas dalam kehidupan manusia diliputi oleh perangkat elektronika. Begitu juga dengan alat pengukur suhu yang disebut dengan termometer, dengan alat ini kita dapat mengetahui berapa derajat suhu lingkungan sekitar kita ataupun untuk mengukur suhu suatu benda. Pengukuran suhu banyak dilakukan untuk mengukur zat cair misalnya air yang sedang dipanaskan. Pengukuran suhu biasanya menggunakan alat manual yaitu termometer. Adapun kekurangan dari pengukuran menggunakan termometer adalah kurang akuratnya dalam pembacaan nilai ukur. Termometer yang sering digunakan adalah termometer analog, meski sekarang sudah ditemukan termometer digital.

1.2  Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas penulis dapat merumuskan beberapa masalah

1. Apa yang dimaksud dengan Termometer?
2. Siapa yang pertama kali menemukan termometer?
3. Jenis termometer apa saja yang sering digunakan (umum)?

1.3  Tujuan Penulisan

Setiap sesuatu yang ada didunia ini pasti mempunyai tujuan tersendiri tak terkecuali makalah ini, yang pastinya juga mempunyai tujuan yang ingin dicapai oleh kami, diantaranya adalah:

1.      Mengetahui arti dari termometer dan sejarah termometer,

2.      Mengetahui jenis-jenis termometer,

3.      Sebagai pengalaman dalam dunia kepenulisan yang dituntut untuk selalu memberikan asupan terhadap perkembangan kehidupan,

4.      Sebagai tugas kelompok untuk memenuhi tugas mata kuliah konsep dasar IPA.

BAB II
PEMBAHASAN

2.1  Sejarah Termometer

Termometer berasal dari bahasa Yunani yaitu thermo yang artinya panas dan meter yang artinya pengukur. Jadi, thermometer dapat kita definisikan sebagai alat ukur derajat panas dari suatu materi (benda). Ada dua bagian penting dalam thermometer yang harus kita pahami, yaitu pendeteksi panas (pada thermometer raksa yang biasa kita gunakan pendeteksinya adalah cairan raksa (Hg)) dan yang kedua adalah skala. Skala ini disesuaikan dengan kesepakatan internasional (International Temperature Scale) yaitu antara 0,65 Kelvin (-272,5 0C) sampai dengan 1358 Kelvin (10850C).

Termometer pertama kali ditemukan oleh Galileo (1592), ilmuwan inilah yang pertama kali menemukkan termometer sebagai pengukur temperatur. Akan tetapi termometer yang dibuatnya, tidak memiliki skala yang tetap. Gabrielle Fahrenheit (1700), ilmuwan Belanda ini menemukan temperatur yang memiliki akurasi dan repeatibility yang bagus. Termometer ini terbuat dari merkuri, untuk titik terendah menggunakan campuran air es dan garam ( amoniak klorida). Andreas Celcius (1742) . Ilmuwan ini mengusulakan bahwa nilai yang ada pada es ataupun air mendidih bisa digunakan sebagai nilai titik lebur dan titik didih. Sehingga pada tahun 1948, disepakati bahwa 00 sebagai titik lebur dan 1000 sebagai titik didih, yang kemudian lebih dikenal skala celcius. Lord wiliam Thompson Kelvin (1800). Ilmuwan ini mengembangkan teori termodinamik dan menciptakan konsep absolut zero.

Daniel Gabriel Fahrenheit, Fisikawan Jerman

Daniel Gabriel Fahrenheit (24 Mei 1686-16 September 1736) adalah seorang fisikawan Jerman. Fahrenheit lahir di Danzig, Polandia. Dia menemukan pertama kali skema Fahrenheit pada tahun 1724. Pada tahun 1720, setelah melakukan berbagai penelitian, Fahrenheit menemukan bahwa penggunaan air raksa dalam pembuatan alat pengukuran suhu akan menjamin keakuratan. Derajat suhu yang digunakan dalam termometer tersebut kemudian diberi nama Fahrenheit, sesuai nama penemunya. Fahrenheit meninggal dunia pada tahun 1736.

Skala Fahreheit adalah salah satu skala suhu selain Celsius dan Kelvin. Nama Fahrenheit diambil dari ilmuwan Jerman yang bernama Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Skala ini dikemukakan pada tahun 1724.Dalam skala ini, titik beku air adalah 32 derajat Fahrenheit (ditulis 32°F) dan titik didih air adalah 212 derajat Fahrenheit. Negatif 40 derajat Fahreheit sama dengan negatif 40 derajat Celsius. Skala Fahrenheit banyak digunakan di Amerika Serikat.

Anders Celsius 1701-1744

Anders Celcius merupakan seorang ilmuwan yang terkenal dengan pengukuran “derajat celcius” nya. Ia lahir di Uppsala pada tahun 1701. Ayahnya seorang Profesor, yang bernama Nils Celcius. Sedangkan kakeknya, Magnus Celcius, adalah seorang Profesor di bidang astronomi. Karena kecerdasan dan bakatnya yang luar biasa di bidang matematika, Anders Celcius diangkat menjadi Profesor dibidang astronomi di usianya yang masih muda (tahun 1730).

Anders Celcius memulai perjalanan keilmuwannya pada tahun 1732. Ia hampir mengunjungi seluruh tempat observasi (penelitian), dimana ia bekerja dengan para astronom lainnya. Setelah ia kembali ke Uppsala, tepatnya tahun 1736, Anders Celcius mengikuti perjalanan (ekspedisi) bersama para astronom ke Tornea yang terletak di wilayah utara Swedia. Tujuan dari perjalanan tersebut adalah untuk mengukur besar derajat garis meridian (bujur), mendekati daerah kutub dan membandingkan hasilnya dengan perjalanan serupa ke Peru (saat ini Ekuador) yang letaknya dekat dengan garis ekuator. Perjalanan tersebut memperkuat keyakinan / teori Newton bahwa bentuk bumi adalah ellips dan pada kutubnya rata.

Awalnya Anders celcius tertarik pada masalah umum, yaitu ‘berat’ dan ‘pengukuran’, termasuk pengukuran suhu. Pada saat ia masih menjadi murid, terdapat banyak macam thermometer dengan ukuran yang berbeda. Kemudian Celcius berpikir dan menyadari bahwa saat itu dibutuhkan sebuah pengukuran yang dapat dipakai secara internasional. Akhirnya ia berhasil membuat pengukuran suhu yang dapat digunakan di daerah panas maupun dingin. Dan saat ini, sebagian besar orang menggunakan thermometer celcius untuk melakukan pengukuran suhu tubuh.

Celcius mempublikasikan sebagian besar hasil penelitian dan kerjanya di Perhimpunan Ilmuwan di Uppsala yang merupakan himpunan ilmu pengetahuan tertua di Swedia dan didirikan pada tahun 1710. Di perhimpunan tersebut, Celcius menjadi sekretaris dari tahun 1725 – 1744. Ia juga memimpin sekitar 20 disertasi dalam bidang astronomi. Kemudian ia menulis sebuah buku yang berjudul “Artihmetics for the Swedish Youth” tahun 1741.

Anders Celcius wafat karena penyakit TBC pada bulan april 1744 (pada usia 42 tahun). Makamnya berada dekat dengan kakeknya, Magnus Celcius di dekat gereja “Gamla Uppsala”.

2.2  Perkembangan Termometer

            Beberapa ilmuwan merakit beberapa versi termoskop yang hampir bersamaan. Pada 1593 Galileo Galillei membuat termoskop air rudimenter yang untuk pertamakalinya dapat mengukur variasi suhu. Saat ini penemuan Galileo tersebut  dinamakan dengan Termometer Galileo, meskipun definisi awal penemuan tersebut adalah termoskop. Penemuan Galileo saat itu berupa kontainer yang diisi dengan bermacam gelembung massa, masing-masing dengan penanda suhu. Daya apung air berubah bersama suhu dengan beberapa gelembung tenggelam dan beberapa yang lain terapung. Gelembung terendah mengindikasikan suhu saat itu. Pada 1612 penemu Italia, Santorio Santorio, menjadi penemu utama yang menggunakan skala numerik pada termoskop. Barangkali termoskop Santorio merupakan cikal-bakal termometer klinis, yang didisein untuk diletekkan di mulut pasien untuk mengukur suhu badan pasien. Namun, peralatan Galileo dan Santorio belum akurat.

            Pada 1654, termometer kaca yang diisi air pertama kali diperkenalkan oleh Grand Duke of Tuscany Ferdinand II. Ferdinand II menggunakan alkohol sebaga cairannya. Tapi instrumen Ferdinand II juga belum akurat dan menggunakan skala standar. Termometer yang dipertimbangkan sebagai termometer modern pertamakali, yaitu termometer dengan skala standar berbahan merkuri, pertamakali dibuat oleh Daniel Gabriel Fahreneit pada 1714. Skala Fahrenheit digunakan untuk mencatat perubahan suhu secara akurat. Dan pada tahun 1742 skala Celcius dikenalkan oleh Ander Celcius. Skala Celcius memiliki 100º antara titik beku (0ºC) dan titik didih (100ºC) air murni pada tekanan udara di permukaan laut.

            Lord Kelvin mengembangkan langkah lebih lanjut dalam penemuannya pada skala Kelvin pada 1848. Skala Kelvin mengukur suhu ekstern panas dan suhu ekstern dingin. Kelvin mengembangkan ide mengenai suhu absolut, yang disebut “Hukum Termodinamika Kedua” dan mengembangkan hukum teori dinamis panas. Ketika termometer digunakan untuk mengukur suhu cairan atau udara, termometer diletakkan dicairan atau udara sementara pembaca suhu  dilangsungkan. Jika mengukur suhu tubuh manusia maka hal itu tudak dapat dilakukan. Termometer Merkuri dikembangkan agar termometer dapat dikeluarkan dari tubu etika suhu siap dibaca. Termometer klinis atau teermometer medis dimodifikasi dengan ujung meruncing pada tabungnya. Ujung runcing ini menjaga suhu seperti semula pada saat pembacaan suhu dilakukan. Termometer Merkuri Medis perlu diguncang lebih dulu sebelum dan sesudah pemakaian agar merkuri di dalamnya tersambung dan mengembalikan termometer ke suhu ruangan.

2.3  Prinsip Kerja Termometer

Alat yang dirancang untuk mengukur suhu adalah termometer. Terdapat banyak jenis termometer, tetapi prinsip kerjanya sebenarnya sama. Biasanya, kita memanfaatkan materi yang bersifat termometrik (sifat materi yang berubah terhadap temperatur). Maksudnya, kalau suhu materi tersebut berubah, bentuk dan ukuran materi tersebut juga ikut-ikutan berubah. Kebanyakan termometer menggunakan materi yang bisa memuai ketika suhunya berubah.

Termometer yang sering digunakan saat ini terdiri dari tabung kaca, di mana terdapat alkohol atau air raksa pada bagian tengah tabung. 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.

2.4 Manfaat Termometer

            Termometer dapat bermanfaat untuk mengukur suhu. Namun ada banyak jenis termometer yang sudah kita ketahui. Berikut fungsi termometer yang sering kita jumpai :

Termometer inframerah dapat digunakan untuk mengukur suhu dimana sensor konvensional tidak dapat digunakan atau tidak dapat menunjukkan pembacaan yang akurat, seperti sebagai berikut:

• Bila dibutuhkan pengukuran pada respon yang cepat, seperti pengukuran pada benda yang bergerak (contoh: rol, mesin bergerak atau belt conveyor)
• Karena adanya bahan pencemaran atau kondisi berbahaya (misalnya: tegangan tinggi)
• Jarak yang terlalu jauh atau tinggi
• Suhu yang terlalu tinggi untuk termokopel atau kontak sensor lainnya
• Obyek dalam keadaan vakum atau pada kondisi atmosfir terkontrol lainnya
• Obyek dikekelingi oleh medan listrik (seperti induksi panas) Prinsip dasar termometer infra merah adalah bahwa semua obyek memancarkan energi infra merah. Semakin panas suatu benda, maka molekulnya semakin aktif dan semakin banyak energi infra merah yang dipancarkan.

Termometer digital, manfaat Termometer digital Kebanyakan termometer digital dapat merekam temperatur dari mulut, ketiak, atau dubur dalam satu menit atau kurang. Termometer digital cocok untuk bayi baru lahir, bayi, anak-anak dan orang dewasa.

Termometer Digital Dot, termometer jenis ini sangat bermanfaat untuk mengukur bayi yang masih menggunakan dot. Biasanya bayi mengisap dot sampai puncak suhu yang didapat, sehingga bayi tidak sadar jika sedang mengambil suhunya.

Termometer Digital Telinga, Termometer jenis ini sangat akurat untuk mengukur suhu pada bayi ukuran 3 bulan ke atas, namun tidak dianjurkan untuk anak-anak yang baru lahir.

Termometer Raksa, adalah termometer merkuri (air raksa) terbungkus kaca untuk mengukur suhu tubuh. Termometer raksa dapat merekam temperatur dari mulut, ketiak atau dubur. Namun alat ini tidak lagi dianjurkan, karena dapat merusak dan merkuri bisa terhirup. Jika Anda memiliki sebuah termometer merkuri, pertimbangkan untuk menggantinya.

2.5 Jenis - Jenis Termometer

Berikut jenis-jenis termometer yang ada sekarang ini:

1. Thermometer menurut isinya dibagi menjadi :

a)      Termometer cair

b)      Termometer padat

c)      ermometer digital

2.  Thermometer berdasarkan penggunaannya :

a)      Termometer klinis

Termometer ini khusus digunakan untuk mendiaknosa penyakit dan bisanya diisi dengan raksa atau alkhohol. Termometer ini mempunyai lekukan sempit diatas wadahnya yang berfungsi untuk menjaga supaya suhu yang ditunjukkan setelah pengukuran tidak berubah setelah termometer diangkat dari badan pasien. Skala pada termometer ini antara 35°C sampai 42°C.

b)      Termometer laboratorium

Termometer laboratorium ini menggunakan cairan raksa atau alkhohol. Alat termometer ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa/alkohol di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Memiliki jangkauan ukur –40^oC sampai dengan 360^oC. Biasa digunakan untuk termometer badan.

Adapun cara kerja secara umum adalah sbb ;

1.      Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi awal.

2.      Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa dengan perubahan volume.

3.      Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.

4.      Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.

c)      Thermometer ruangan (termometer dinding)

Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan. Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C .

d)     Thermometer digital

Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian. Pada termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.

Secara terperinci prinsip kerja thermometer digital dapat dijelaskan sebagai berikut: Sensor yg berupa PTC atau NTC dengan tingkat sensitifitas tinggi akan berubah nilai tahanannya jika terjadi sebuah prubahan suhu yg mengenainya. Perubahan nilai tahanan ini linear dengan perubahan arus, sehingga nilai arus ini bisa dikonversi ke dalam bentuk tampilan display. 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 yang akan dikonversi ke display.

Prosedur Pengukuran dan Kalibrasi Termometer Digital
Pengukuran suhu tidak dapat dilakukan secara langsung dan memanfaatkan perubahan sifat fisika dari benda ukur karena pengaruh suhu.

e)      Termokopel

Merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah yang koefesiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan suhu benda

f)       Termistor.

Memiliki jangkauan ukur –60^oC sampai dengan 300^oC. Tetapi kurang akurat dengan kecepatan respon  pengukuran yang sedang.

g)      Infra merah.

Memiliki jangkauan ukur–50^oC sampai dengan 3000^oC. Tingkat akurasi yang rendah tetapi respon pengukuran yang cepat.

h)      Pyrometer.

Untuk mengukur intensitas radiasi, skalanya antara 500^oC  samapai 3000^oC. Tingkat akurasi yang kurang tepat dengan respon pengukuran yang sedang

i)        Hambatan Platina (RTD “ Resistance Termometer Devices)

Adalah termometer yang bekerja berdasarkan pada perubahan tahanan yang terjadi pada sensor termometer karena pengaruh suhu media/benda yang diukur suhunya. Termometer ini lebih teliti dan stabil dibandingkan termokopel dan lebih kuat serta rentang ukur suhu lebih lebar daripada termistor. Tingkat akurasi yang lebih  akurat tetapi kecepatan pengukuran yang lambat. Media termometriknya adalah kawat platina. RTD ini memiliki jangkauan ukur –200^oC sampai dengan 850^oC.

2.6 Faktor - Faktor Ketidakpastian

Setiap pengukuran pasti memunculkan sebuah ketidakpastian pengukuran, yaitu perbedaan antara dua hasil pengukuran. Timbulnya ketidakpastian dalam pengukuran menunjukkan ketidalksempurnaan manusia secara keseluruhan . Karena tidak adanya kebenaran mutlak di dunia ini. Sumber ketidakpastianlah yang turut memberikan kontribusi selain juga pada alat-alat bantu (kalibrator) yang digunakan untuk mengukur suhu juga resolusi alatnya, pengaruh lingkungan. sebenarnya. Ketidakpastian juga disebut kesalahan, sebab menunjukkan perbedaan antara nilai yang diukur dan nilai sebenarnya.
Hal ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor. Faktor itu dibagi dalam 2 garis besar, yaitu ketidakpastian bersistem dan ketidakpastian acak:

Ø  Kesalahan kalibrasi

Kesalahan dalam memberi skala pada saat alat ukur dibuat sehingga tiap kali alat itu digunakan, ketidakpastian selalu muncul dalam tiap pengukuran. Kesalahan titik nol pada titik nol skala ukur tidak berimpit dengan titik nol jarum penunjuk alat ukur.

Ø  Kesalahan komponen alat

Sering terjadi pada pegas. Biasanya terjadi bila pegas sudah sering dipakai.Gesekan Kesalahan yang timbul akibat gesekan pada bagian-bagian alat yang bergerak.

Ø Paralaks
Kesalahan posisi dalam membaca skala alat ukur.Ketidakpastaian acak Gerak Brown molekul udara. Menyebabkan jarum penunjuk skala alat ukur terpengaruh. 

2.8 Penelitian (Pengukuran Temperatur dengan menggunakan Termometer)

Ø  Tujuan penelitian: Mempelajari cara menggunakan thermometer untuk mengukur temperature

Ø  Alat dan Bahan:

1.      Termometer batang, 2 buah;

2.      Gelas Ukur/Tabung reaksi (yang anti panas), 2 buah;

3.      Pembakar Spirtus lengkap dengan kaki tiga dan lapisan asbesnya, 1 set;

4.      Air secukupnya;

5.      Es balok/es batu secukupnya.

6.      Alat pengukur waktu (stopwatch/jam tangan)

Ø  Kegiatan Pengukuran

1.      Siapkan gelas ukur/tabung reaksi, Bunsen pembakar lengkap dengan kaki tiga dan lapisan asbesnya dan thermometer.

2.      Isi gelas ukur dengan air hingga setengah bagian dan letakkan diatas kaki tiga yang sudah dialasi dengan asbesnya, tetapi tanpa ada alat pembakar

3.      Ukur temperaturnya air yang ada di dalam gelas ukur tersebut sebagai temperature mula-mula (T0). Lalu tulis hasilnya supaya tidak lupa.

4.      Nyalakan Bunsen pembakar dan tunggu beberapa saat hingga nyalanya terlihat normal.

5.      Letakkan Bunsen pembakar tadi tepat dibawah gelas kimia bersamaan dengan menjalankan alat pengukur waktu misalnya stopwatch/jam tangan, dan amati perkembangan suhu dengan melihat thermometer di setiap menit.

6.      Kemudian tulis hasil pengamatan tersebut supaya tidak lupa.

Ø  Hasil Pengamatan

NST Termometer                    =

Temperatur mula-mula (T0)     =  30

NO.	Menit ke-	Temperatur (Ti)	Perubahan Temperatur (   T)
1.	1	37 oC	7 oC
2.	2	41 oC	4 oC
3.	3	45 oC	4 oC
4.	4	47 oC	5 oC
5.	5	51 oC	6 oC
6.	6	53 oC	2 oC

Ø  Penjelasan hubungan antara lamanya pemanasan dengan perubahan temperature zat cair:

Bahwasannya zat cair apabila dipanaskan maka temperatue suhunya akan meningkat, akan tetapi perubahan temperaturenya tidak selalu sama.

Ø  Kesimpulan dan Saran

Bahwasannya jika suatu zat cair dipanaskan maka temperatue suhunya akan meningkat, tetapi perubahan temperaturenya tidak selalu sama. Perubahan temperature setiap waktu tidak selalu sama ada yang meningkat cepat ada yang lambat dikarenakan banyak factor antara lain yaitu:

v  Arah angin yang tidak menentu

v  Kondisi api yang tidak setabil

v  Jaraknya api dengan media yang diujikan

v  Kondisi suhu ruangan yang tidak setabil

Saranya sebaiknya jika melakukan penelitian usahakan kondisi api setabil, penggunaan thermometer dengan benar, ketepatan waktu yang sama, jarak antara api dengan media yang diujikan sama. 

BAB III
SIMPULAN DAN SARAN

3.1  Simpulan

Thermometer dapat kita definisikan sebagai alat ukur derajat panas dari suatu materi (benda). Thermometer pertama kali ditemukan oleh Galileo (1592). Dan jenis thermometer yang sering digunakan (umum) adalah jenis thermometer yang berisi zat cair raksa dan alcohol yang dimasukkan kedalam pipa kapiler dari gelas.

3.2 Saran-saran

         Gunakan thermometer yang sesuai dengan fungsi,kegunaan, dan kebutuhannya untuk mendapatkan hasil yang tepat.

          DAFTAR PUSTAKA  

ilhammawmaw.files.wordpress.com/2011/04/sejarah-termometer1.doc

http://widiaprianto.blogspot.com/2010/06/suhu-dan-kalor-termometer-dan-skala.html

http://wong168.wordpress.com/2011/11/25/sejarah-termometer.html