Suhu dan Alat Ukurnya

Beranda Fisika). Dalam ilmu Fisika, suhu adalah salah satu dari jenis besaran pokok. Alat yang digunakan untuk mengukur nilai suhu suatu benda adalah termometer. Termometer terdiri dari banyak jenis, tetapi yang umum digunakan adalah termometer zat cair di dalam sebua pipa kapilernya seperti raksa atau alkohol. Alasan dari digunakannya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

1. Zat cair raksa tidak membasahi dinding kaca,
2. Raksa adalah penghantar panas yang baik,
3. Kalor jenis raksa lebih rendah akibatnya  perubahan panas yang kecil pun akan cukup untuk mengubah suhunya,
4. Daya jangkauan ukur raksa lebih lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.

Untuk mengukur suhu yang sangat rendah, sering menggunakan jenis termometer alkohol. Cairan alkohol mempunyai titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer jenis alkohol tidak dapat dipakai untuk mengukur suhu benda yang sangat tinggi sebab titik didihnya hanya berada pada kisaran 78ºC. Pada proses pembuatan termometer terlebih dahulu harus ditentukan  titik tetap atas dan titik tetap bawah. Penentuan titik tetap termometer dilakukan pada tekanan 1 atm. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah termometer adalah berpatokan pada suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu ketika air tepat  akan mendidih. Dibawah  ini adalah cara penetapan titik tetap pada skala termometer.

1. Termometer Celcius
Pada termometer Celcius, titik tetap bawahnya diberi angka 0 dan titik tetap atasnya diberi angka 100. Oleh karenanya, diiantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100
skala.
2. Termometer Reaumur
Untuk termometer Reaumur, titik tetap bawahnya diberi angka 0 dan titik tetap atasnya diberi angka 80. Karena itu, di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.

3. Termometer Fahrenheit
Pada termometer Fahrenheit, titik tetap bawahnya diberi angka 32 dan titik tetap atasnya diberi angka 212.  Pencampuran antara suhu es dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Kemudian, antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

4. Termometer Kelvin
Pada termometer Kelvin, titik bawahnya diberi angka nol. Penetapan titik ini disebut juga dengan suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki suatu benda  pada saat energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu ketika es melebur dengan angka 273 dan suhu air pada saat mendidih dengan angka 373. Antara titik tetap bawah dan titik tetap atas pada termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Gambar: titik tetap atas dan bawah

Perbandingan antara skala antara temometer Celcius,   termometer Fahrenheit, dan termometer Reaumur, adalah 

C : R : F = 100 : 80 : 180 

C : R : F = 5 : 4 : 9 

Dengan memperhatikan titik tetap bawah 0ºC = 0ºR = 32ºF, maka hubungan skala C, R, dan F dapat ditulis sebagai berikut:

Sebenarnya, kita dapat juga menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang telah kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam kondisi yang sama. Misalkan, kita akan menentukan skala termometer A dan B. Termometer A dengan titik tetap bawah Ab dan titik tetap atas Aa. Termometer A dengan titik tetap bawah Bb dan titik tetap atas Ba. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atm.

Dengan membandingkan perubahan suhu dan 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