Jika kita mengkalibrasi termometer yang jenisnya berbeda, misalnya termometer air raksa dan termometer alkohol, skala kedua termometer tersebut sama hanya pada 0 oC (atau 32 oF) dan 100 oC (atau 212 oF). Apabila kita menggunakan kedua termometer tersebut untuk mengukur suhu udara, angka yang ditunjukkan masing-masing termometer belum tentu sama. Bisa saja termometer air raksa menujukkan angka 48 oC, sedangkan termometer alkohol menunjukkan angka 46 oC. Hal ini disebabkan karena kecepatan pemuaian raksa dan alkohol berbeda. Demikian juga dengan jenis termometer yang lain, seperti termometer bimetal dll. Skala suhu yang ditetapkan dengan cara ini sangat bergantung pada sifat materi yang digunakan.
Konversi suhu
Skala Celcius dan skala Fahrenheit merupakan skala suhu yang berbeda. Jika suhu suatu benda diukur dan dinyatakan dalam skala Celcius, lalu kita hendak menyatakan suhu benda dalam skala Fahrenheit maka kita mengubahnya dari skala Celcius menjadi skala Fahrenheit. Pada bagian ini kita belajar mengubah atau melakukan konversi suhu.
Pada tekanan 1 atm, suhu titik es untuk termometer berskala celcius = 0 oC, sedangkan termometer berskala Fahrenheit = 32 oF. Sebaliknya, pada tekanan 1 atm, suhu titik uap untuk termometer berskala Celcius = 100 oC, sedangkan termometer berskala Fahrenheit = 212 oF. Amati gambar di bawah!
Skala termometer
Jenis Skala termometer
Agar termometer bisa digunakan untuk mengukur suhu maka perlu ditetapkan skala. Terdapat dua skala termometer yang sering digunakan, antara lain skala Celcius dan skala Fahrenheit. Skala suhu yang sering digunakan di Indonesia adalah skala Celcius. Nama lain skala Celcius adalah skala centigrade. Centigrade = seratus langkah. Skala Fahrenheit sering digunakan di Amerika Serikat atau negara yang mempunyai musim dingin. Skala suhu yang cukup penting dalam bidang sains adalah skala mutlak atau skala Kelvin. Mengenai skala Kelvin akan dibahas kemudian.
Titik tetap skala Celcius dan skala Fahrenheit menggunakan titik beku dan titik didih air. Titik beku suatu zat merupakan suhu di mana wujud padat dan wujud cair berada dalam kesetimbangan termal. Sebaliknya, titik didih suatu zat merupakan suhu di mana wujud cair dan wujud gas berada dalam kesetimbangan termal. Titik beku dan titik didih selalu berubah terhadap tekanan udara karenanya tekanan udara perlu ditetapkan terlebih dahulu. Biasanya kita menggunakan tekanan standar, yakni 1 atm (satu atmosfir). Atmosfer adalah salah satu satuan tekanan udara.
Kalibrasi termometer
Kalibrasi termometer adalah proses membuat skala pada sebuah termometer. Berikut ini beberapa langkah melakukan kalibrasi termometer. Pertama, siapkan sebuah termometer air raksa atau termometer alkohol tanpa skala. Kedua, siapkan es secukupnya. Ketiga, siapkan air secukupnya. Keempat, siapkan sebuah pemanas air yang bisa digunakan untuk memanaskan air hingga mendidih. Kelima, masukkan es dan air ke dalam sebuah wadah (air dan es mempunyai massa yang sama). Setelah itu, masukkan termometer ke dalam wadah yang berisi air dan es.
Pengertian termometer
Alat yang dirancang untuk mengukur suhu adalah termometer. Terdapat banyak jenis termometer, tetapi prinsip kerjanya sebenarnya sama. Biasanya, kita memanfaatkan benda yang bersifat termometrik, sifat materi yang berubah terhadap suhu. Jika suhu benda tersebut berubah maka bentuk dan ukuran benda tersebut juga berubah. Kebanyakan termometer menggunakan benda yang bisa memuai atau menyusut ketika suhunya berubah.
Hukum ke nol termodinamika
Materi Hukum Ke Nol Termodinamika
Sejauh ini kita baru meninjau kesetimbangan termal yang dialami oleh dua benda yang bersentuhan. Untuk memahami konsep kesetimbangan termal secara lebih mendalam, mari kita tinjau tiga benda (sebut saja benda A, benda B dan benda C). Misalnya benda B dan benda C tidak saling bersentuhan, tetapi benda A bersentuhan dengan benda B dan benda A bersentuhan dengan benda C. Amati gambar di bawah.
Karena saling bersentuhan maka benda A dan benda B berada dalam kesetimbangan termal, demikian juga benda A dan benda C berada dalam kesetimbangan termal. Apakah benda B dan benda C yang tidak saling bersentuhan juga berada dalam kesetimbangan termal ?
Kesetimbangan termal
Materi Kesetimbangan Termal
Pernah minum es teh ? Es teh dibuat dengan mencampur air teh panas dan es. Setelah diaduk atau didiamkan selama beberapa detik atau beberapa menit, campuran air teh panas dan es berubah menjadi es teh yang sejuk. Air teh panas mempunyai suhu lebih tinggi, sedangkan es mempunyai suhu lebih rendah. Ketika air teh panas dicampur dengan es dalam sebuah wadah seperti gelas, sebagian panas dari air panas berpindah ke es hingga suhu es teh menjadi lebih rendah dari suhu air panas dan lebih tinggi dari suhu es.
Perpindahan kalor secara radiasi
Bagaimana rasanya jika anda mengenakan pakaian berwarna hitam pada siang hari yang panas atau ketika anda sedang berolahraga pada siang hari ? Bandingkan dengan ketika anda mengenakan pakaian berwarna putih ? Jika anda mengenakan pakaian berwarna hitam pada siang hari maka anda mudah merasa gerah. Mengapa demikian ? Jarak antara matahari dan bumi pada pagi hari hampir sama dengan jarak antara matahari dan bumi pada siang hari dan sore hari. Lalu mengapa pagi hari dan sore hari lebih dingin, siang hari lebih panas ? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini berkaitan dengan perpindahan kalor secara radiasi.
Perpindahan kalor secara konduksi
Jika anda duduk di kursi kayu, permukaan kursi kayu menjadi hangat. Sebaliknya jika anda duduk di kursi yang terbuat dari plastik atau logam, permukaan kursi logam atau plastik tidak terasa hangat setelah diduduki. Mengapa permukaan kursi kayu hangat, sedangkan permukaan kursi logam tidak ? Mengapa tidur di lantai yang dingin tanpa kasur dapat menyebabkan sakit ? Pernah mengenakan jaket anti dingin ? Mengapa kebanyakan jaket anti dingin terbuat dari wol ? Masih banyak hal yang dapat dipikirkan dan dipertanyakan berkaitan dengan pokok bahasan perpindahan kalor secara konduksi.
Perpindahan kalor secara konveksi
Pernah berada di tepi pantai ketika hari sedang cerah ? Pada siang hari yang cerah, di tepi pantai selalu ada angin yang bertiup dari laut ke darat. Mengapa selalu ada angin di tepi pantai dan mengapa angin laut (angin bertiup dari laut ke darat) terjadi pada siang hari, angin darat (angin bertiup dari darat ke laut) terjadi pada malam hari ? Mengapa pada musim hujan, awan dapat turun ke lereng gunung ? Mengapa angin terasa sejuk ? Jawaban pertanyaan-pertanyaan ini berkaitan dengan kalor jenis daratan dan laut, pemuaian, massa jenis serta perpindahan kalor secara konveksi (perpindahan kalor). Dengan memahami secara baik dan benar pokok bahasan ini, anda dapat menjawab pertanyaan di atas dan pertanyaan lainnya yang mungkin anda pertanyakan kemudian.