Termometer dan Skala Suhu dalam Celsius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin

SUHU benda adalah tingkat (derajat) panas suatu benda. Benda yang panas punya derajat lebih tinggi daripada benda yang dingin. Untuk mengukur derajat panas dengan akurat biasanya kita menggunakan termometer. Ada beragam termometer.

Betul, indra perasa kita dapat merasakan tingkat panas benda. Akan tetapi, indra perasa bukan pengukur tingkat panas yang andal.

Benda yang tingkat panasnya sama dirasakan berbeda oleh tangan kanan dan kirimu. Jadi, suhu benda yang diukur dengan indra perasa menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang tidak dapat dipakai sebagai acuan. 

Baca juga: Perubahan Materi secara Fisika dan Kimia serta Ciri-Cirinya

Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut termometer. Ada beberapa macam termometer. Berikut penjelasan detailnya dilansir dari Demikian dikutip dari buku Ilmu Pengetahuan Alam Untuk SMP/MTs Kelas VII Semester 1 dengan penulis Wahono Widodo, Fida Rachmadiarti, dan Siti Nurul Hidayati.

Jenis-jenis termometer

a. Termometer zat cair.

Secara umum, benda-benda di alam akan memuai (ukurannya bertambah besar) jika suhunya naik. Kenyataan ini dimanfaatkan untuk membuat termometer dari zat cair. 

Baca juga: Lima Cara Memisahkan Campuran: Penyaringan, Sentrifugasi, Sublimasi, Kromatografi, Distilasi

Pada termometer zat cair, cairan terletak pada tabung kapiler dari kaca yang memiliki bagian penyimpan (reservoir/labu). Saat suhu meningkat, permukaan zat cair akan naik (memuai) dan sebaliknya.

Zat cair yang digunakan umumnya raksa atau alkohol jenis tertentu. Raksa memiliki keistimewaan, yaitu warnanya mengkilat dan cepat bereaksi terhadap perubahan suhu. 

Baca juga: Materi Zat Campuran Homogen Larutan Asam dan Basa

Selain itu, raksa membeku pada suhu rendah (-38 derajat C) dan mendidih pada suhu yang tinggi (lebih dari 350 derajat C) sehingga dapat mengukur suhu pada rentang suhu yang lebar. Namun, raksa sangat beracun, sehingga berbahaya jika termometer pecah. 

Alkohol untuk pengisi termometer biasanya diberi pewarna biru atau merah. Rentang suhu yang dapat diukur bergantung jenis alkohol yang digunakan. 

Contohnya, Toluen dengan rentang -90 derajat C hingga 100 derajat C dan ethyl alcohol dengan rentang -110 derajat C hingga 100 derajat C.

Alkohol tidak seberbahaya raksa dan mudah menguap. Karenanya, alkohol lebih aman digunakan sebagai pengisi termometer.

Ada dua jenis termometer zat cair.

1. Termometer laboratorium.

Bentuknya panjang dengan skala dari -10°C sampai 110°C menggunakan raksa atau alkohol.

2. Termometer suhu badan.

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu badan manusia. Skala yang ditulis antara 35°C dan 42°C. Pipa di
bagian bawah dekat labu dibuat sempit sehingga pengukuran lebih teliti akibat raksa tidak segera turun ke labu/reservoir.

Perlu diketahui 

Perubahan suhu juga terjadi pada proses fermentasi, semisal pembuatan tape. Pada proses tersebut, bakteri mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbon dioksida. Proses fermentasi menyebabkan terjadinya perubahan suhu. Suhu terbaik untuk melakukan proses fermentasi ialah 35°C-40°C.

b. Termometer bimetal.

Perhatikan dua logam yang jenisnya berbeda dan dilekatkan menjadi satu. Jika suhunya berubah, bimetal akan melengkung. 

Mengapa? Itu karena logam yang satu memuai lebih panjang dibanding yang lain. Hal ini dimanfaatkan untuk membuat termometer.

c. Termometer kristal cair.

Terdapat kristal cair yang warnanya dapat berubah jika suhu berubah. Kristal ini dikemas dalam plastik tipis, untuk mengukur suhu tubuh, suhu akuarium, dan sebagainya.

Perlu diketahui

1. Binatang yang hidup di daerah dingin pada umumnya berbulu tebal. Bulu yang tebal tersebut menjaga tubuh tetap hangat.

2. Unta punya punuk yang berfungsi untuk menyimpan air sehingga tahan untuk tidak minum selama berhari-hari dan menjaga agar suhu tubuh tidak panas.

3. Jenis tanaman di pantai berbeda dengan jenis taman di gunung karena suhu di pantai lebih tinggi daripada suhu di puncak gunung.

Dalam kurun waktu 100 tahun ini, suhu bumi sudah naik ± 2°C. Kenaikan ini menyebabkan banyak masalah lingkungan, seperti iklim yang tidak menentu dan cuaca ekstrim. Keadaan ini disebut pemanasan global. 

Skala suhu

Berapa suhu tubuh manusia sehat? Ya, kamu akan menjawab 37°C. Huruf C kependekan dari celsius merupakan salah satu contoh satuan suhu atau skala suhu. 

Saat ini,dikenal beberapa skala suhu, misalnya celsius, fahrenheit, reamur, dan kelvin. Kelvin merupakan skala suhu dalam SI. Skala Kelvin menggunakan nol mutlak, tidak menggunakan derajat. 

Pada suhu nol Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda. Perbedaan antara skala itu ialah angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada skala termometer tersebut. 

Rentang skala suhu Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin berturut-turut 100, (212-32), 80, (373-273). Karena itu ada penggunaan matematika dalam membandingkan skala suhu. 

Skala suhu C : skala R : skala F : skala K = 100 : 80 : 180 : 100

skala C : skala R : skala F : skala K = 5 : 4 : 9 : 5

Dengan memperhatikan titik tetap bawah (dibandingkan mulai dari nol semua), perbandingan angka suhunya:

tc : tr : (tf- 32) : (tK -273) = 5 : 4 : 9 : 5

tc/(tf-32) = 5/9 

tf = 9/5 tc + 32

tr = 4/5 tc

Contoh penerapan

1. Tentukan 45°C = ....°F

Dengan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh

tf = 9/5 tc + 32

= 9/5 x 45 + 32 = 113°F

2. Tentukan 25°C = ....°R

Dengan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh:

tr = 4/5 tc

= 4/5 x 25 = 20°R 

3. Tentukan 78°C = ... K

Dengan menggunakan persamaan perbandingan suhu diperoleh:

tK = tC+273 = 78+273 = 351 K

Perlu diketahui

Derajat celcius pertama kali diperkenalkan oleh Anders Celcius, salah satu ahli astronomi Swedia, pada 1742. Awalnya 0°C merupakan suhu saat air mendidih dan 100°C ialah suhu saat air membeku.

Itulah beragam termometer untuk mengukur suhu, terutama saat panas, dan skala suhu yang dipergunakan saat ini. Semoga dapat dipahami ya. (Z-2)