SKALA-SKALA TERMOMETER

Standar

BAB I
PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
Setelah pada beberapa pertemuan sebelumnya yang telah menjelaskan tentang sejarah fisika dan lainnya. Begitu luas pembahasan yang dibahas di dalam ilmu fisika. Fisika merupakan ilmu yang mempelajari tentang gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Sifat yang dipelajari juga dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem, sehingga sifat semacam ini sering disebut sebagai hokum fisika. Salah satu contohnya adalah tentang hukum kekekalan momentum.
Berkaitan dengan ruang lingkup materi fisika, maka akan banyak dijumpai hal-hal yang bersangkutan dengan fisika, baik secara sadar maupun tidak. Gaya, momentum, suhu, pesawat sederhana, pegas, katrol dan lainnya adalah contoh materi yang terangkum dalam ilmu fisika serta dapat dipecahkan dengan ilmu fisika.
Mengenai ruang lingkup yang dipelajari dalam fisika begitu luas, ada suatu hal yang akan ditegaskan dalam makalah tersebut yaitu istilah suhu. Suhu merupakan suatu bagian dari ruang lingkup yang dipelajari di dalam ilmu fisika. Tanpa sadar atau tidak bahwa hampir setiap hari orang berhubungan dengan ilmu fisika. Hal kita ini bisa kita ambil dari berbagai peristiwa yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari, seperti memasak air, mengukur suhu tubuh, dan lain sebagainya.
Suhu merupakan derajat panas yang dimiliki oleh suatu benda. Suhu tidak menyatakan berapa banyak panas atau kalor yang dikandung di dalam benda tersebut. Hal tersebut bisa kita artikan dengan sebuah analogi yaitu semakin banyak panas yang dimiliki maka semakin tinggi pula suhu benda tersebut, begitu juga sebaliknya jika panas yang dimiliki sedikit maka rendah jugalah suhu benda tersebut.
Suhu juga sama dengan besaran lainnya yaitu memiliki satuan. Namun setiap Negara memiliki penggunaan satuan suhu yang berbeda-beda. Tentunya untuk memperoleh hasil yang sama maka perlu adanya pengkonversian dari masing-masing tiap satuan suhu yang berbeda tersebut.
Untuk mengukur suhu suatu keadaan digunakan termometer. Termometer berasal dari bahasa Yunani, yaitu thermos dan meter. Thermos artinya panas, sedangkan meter artinya mengukur. Jadi, termometer merupakan alat untuk mengukur suhu. Termometer biasanya berbentuk sebuah pipa kaca sempit tertutup yang diisi dengan zat cair, seperti air raksa. Dalam sistem internasional besaran suhu menggunakan skala Kelvin (K), tetapi di Indonesia besaran suhu yang sering digunakan adalah Celsius (°C). Untuk penggunaan skala suhu juga bemacam-macam. Skala tersebut juga masing-masing berbeda satu sama lainnya.

RUMUSAN MASALAH
Dari pemaparan diatas dapat kita ambil suatu rumusan masalah yang akan diangkat dalam pembahasan makalah tersebut. Sehingga makalah tersebut bisa terarah dan membahas pembahasan pokok. Adapun rumusan masalahnya adalah :
Bagaimana sejarah penemuan dari skala-skala termometer?
Bagaimana mengkoversikan nilai dari skala yang satu ke skala lainnya?

TUJUAN
Adapun tujuan dari makalah tersebut adalah :
Mengetahui sejarah-sejarah tentang penemuan skala-skala termometer.
Mengetahui cara konversi masing-masing nilai skala ke skala yang lainnya.

BAB II
PEMBAHASAN

Sejarah Penemuan Skala-Skala Termometer
Sebagaimana telah kita bahas sebelumnya bahwa suhu adalah derajat panas yang dimiliki oleh benda. Untuk mengukur suhu alatnya adalah thermometer. Termometer memiliki berbagai macam jenis. Namun yang sering digunakan oleh orang awam adalah jenis thermometer merkuri. Merkuri digunakan pada alat ukur suhu termometer karena koefisien muainya bisa terbilang konstan sehingga perubahan volume akibat kenaikan atau penurunan suhu hamper selalu sama.

Alat ini (termometer) terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan Merkuri 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. Skala suhu yang paling banyak dipakai di seluruh dunia adalah Skala Celcius dengan poin 0 untuk titik beku dan poin 100 untuk titik didih.
Termometer Merkuri pertama kali dibuat oleh Daniel G. Fahrenheit. Peralatan sensor panas ini menggunakan bahan Merkuri dan pipa kaca dengan skala Celsius dan Fahrenheit untuk mengukur suhu. Pada tahun 1742 Anders Celsius mempublikasikan sebuah buku berjudul “Penemuan Skala Temperatur Celsius” yang diantara isinya menjelaskan metoda kalibrasi alat termometer seperti dibawah ini:
Letakkan silinder termometer di air yang sedang mencair dan tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut berwujud cair seluruhnya. Poin ini adalah poin titik beku air.
Dengan cara yang sama, tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut mendidih seluruhnya saat dipanaskan.
Bagi panjang dari dua poin diatas menjadi seratus bagian yang sama.
Sampai saat ini tiga poin kalibrasi diatas masih digunakan untuk mencari rata-rata skala Celsius pada Termometer Merkuri. Poin-poin tersebut tidak dapat dijadikan metoda kalibrasi yang akurat karena titik didih dan titik beku air berbeda-beda seiring beda tekanan.
Cara Kerja :
Sebelum terjadi perubahan suhu, volume Merkuri berada pada kondisi awal.
Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon Merkuri dengan perubahan volume.
Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.
Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.
Satuan dari suhu adalah Kelvin, dan merupakan satuan yang telah ditetapkan sebagai satuan Standar Internasional. Ada beberapa macam skala yang digunakan sebagai satuan dan ukuran yang digunakan termometer dalam mengukur suhu antara lain adalah Celcius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin, Rankine, Delisle, Newton, dan Rømer. Tetapi yang akan dibahas di dalam makalah tersebut tidak semua skala-skala suhu.
Berikut ini beberapa sejarah penemuan skala-skala termometer yang akan dibahas satu persatu.
Skala Celcius
Anders Celsius lahir di Uppsala, adalah salah satu dari sejumlah besar ilmuwan (semua yang terkait) yang berasal dari Ovanåker di provinsi Hälsingland. Celcius, yang dikatakan telah sangat berbakat dalam matematika sejak usia dini, diangkat menjadi profesor astronomi pada tahun 1730. Dia memulai “grand wisata”, yang berlangsung selama empat tahun, pada 1732, dan ia kunjungi selama tahun-tahun ini hampir semua european observatorium terkenal hari, di mana ia bekerja dengan banyak astronom terkemuka abad ke-18. Celcius ‘partisipasi dalam ekspedisi ini membuatnya terkenal dan penting dalam upaya untuk menarik perhatian pihak berwenang di Swedia menyumbang sumber daya yang diperlukan untuk membangun observatorium modern di Uppsala Dia berhasil, dan observatorium Celsius sudah siap pada 1741, yang dilengkapi dengan instrumen yang dibeli selama perjalanan panjang di luar negeri, terdiri dari alat yang paling modern pada saat itu teknologi.
Pada masa itu ukuran geografis, metereological pengamatan dan lain-lain, tidak dianggap sebagai astronomi hari ini, termasuk dalam pekerjaan seorang profesor astronomi. Dia membawa keluar banyak geografis pengukuran untuk Swedia peta Umum, dan juga salah satu yang pertama untuk dicatat bahwa tanah dari negara-negara nordic perlahan-lahan naik di atas permukaan laut, sebuah proses yang telah berlangsung sejak mencairnya es dari zaman es terbaru. He believed though, that it was the water that was evaporating. Walaupun ia percaya, bahwa itu adalah air yang menguap.
Untuk dibangun metereological pengamatan ia terkenal di dunianya termometer Celcius, dengan 0 untuk titik didih air dan 100 untuk titik beku. Setelah kematiannya pada 1744 skala terbalik ke bentuk yang sekarang.
Skala Fahrenheit
Ada beberapa perdebatan mengenai bagaimana Fahrenheit memikirkan skala temperaturnya. Ada yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik nol (0 °F) dan 100 °F pada skala temperaturnya dengan cara mencatat temperatur di luar terendah yang dapat ia ukur, dan temperatur badannya sendiri. Temperatur di luar terendah ia jadikan titik nol yang ia ukur pada saat musim dingin tahun 1708 menjelang tahun 1709 di kampung halamannya, Gdánsk (Danzig) (-17.8 °C). Fahrenheit ingin menghindari suhu negatif di mana skala Ole Rømer seringkali menunjuk temperatur negatif dalam penggunaan sehari-hari. Fahrenheit memutuskan bahwa suhu tubuhnya sendiri adalah 100 °F (suhu tubuh normal adalah mendekati 98.6 °F, berarti Fahrenheit saat itu sedang demam ketika bereksperimen atau termometernya tidak akurat). Dia membagi skala normalnya menjadi 12 divisi, dan kemudian ke-12 divisi masing-masing dibagi lagi atas 8 sub-divisi. Pembagian ini menghasilkan skala 96 derajat. Fahrenheit menyebut bahwa pada skalanya, titik beku air pada 32 °F, dan titik didih air pada 212 °F, berbeda 180 derajat.
Fahrenheit menghendaki agar semua temperatur yang diukur bernilai positif. Karenanya, ia memilih 0 oF untuk temperatur campuran es dan air garam (temperatur terdingin yang bisa dicapai air). Ketika mengukur temperatur titik es dan titik uap, angka yang ditunjukkan pada skala Fahrenheit berupa bilangan pecahan. Akhirnya beliau mengoprek lagi skalanya sehingga temperatur titik es dan titik uap berupa bilangan bulat.Untuk skala Fahrenheit, temperatur titik beku normal air (titik es) dipilih sebagai 32 derajat Fahrenheit (32o F) dan temperatur titik titik didih normal air (titik uap) dipilih sebagai 212 derajat Fahrenheit (212o F). Di antara titik es dan titik uap terdapat 180 derajat.
Berikut perbandingan skala Fahrenheit dengan skala Celcius

Skala Reamur
Skala Reamur adalah skala suhu yang dinamai menurut Rene Antoine Ferchault de Reaumur, yang pertama mengusulkannya pada 1731. Titik beku air adalah 0 derajat Reamur, titik didih air 80 derajat. Jadi, satu derajat Reamur sama dengan 1,25 derajat Celsius atau kelvin. Skala ini mulanya dibuat dengan alcohol, jadi termometer Reamur yang dibuat dengan raksa sebenarnya bukan termometer Reamur sejati. Reamur mungkin memilih angka 80 karena dapat dibagi-dua sebanyak 4 kali dengan hasil bilangan bulat (40, 20, 10, 5), sedangkan 100 hanya dapat dibagi 2 kali dengan hasil bilangan bulat (50, 25). Skala Reamur digunakan secara luas di Eropa, terutama di Perancis dan Jerman, tapi kemudian digantikan oleh Celsius. Saat ini skala Reamur jarang digunakan kecuali di industri permen dan keju.

Skala Kelvin
Penemu dari skala tersebut adalah Daniel Gabriel Fahrenheit. Fahrenheit was born in 1686 in the Hanseatic city of Danzig (German).
Lord Kelvin adalah seorang fisikawan dan matematikawan Britania (1824 – 1907). Lahir dengan nama William Thomson di Belfast. Kelvin adalah orang pertama yang mengusulkan skala mutlak dari suhu. Studinya terhadap teori Carnot (teori tentang mesin ideal dengan efisiensi mendekati 100%) menuntunnya ke ide bahwa kalor tidak pernah berpindah secara spontan dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi, teori ini dikenal sebagai hukum kedua termodinamika.
Pada skala Kelvin, tidak ada skala negatif karena titik beku air ditetapkan sebesar 273 K dan titik didih air ditetapkan sebesar 373 K. Hal ini berarti suhu 0 K sama dengan –273 °C. Suhu ini dikenal sebagai suhu nol mutlak. Para ilmuwan yakin bahwa pada suhu nol mutlak, molekul-molekul diam atau tidak bergerak. Dengan alasan inilah skala Kelvin sering digunakan untuk keperluan ilmiah. Skala Kelvin merupakan satuan internasional untuk temperatur.
Berikut ini perbandingan skala Kelvin dengan skala Celcius

Skala Newton
Skala suhu yang diciptakan oleh Isaac Newton sekitar 1700. Ia melakukan percobaan-percobaan dengan meletakkan sekitar 20 titik rujukan suhu mulai dari “udara di musim dingin” sampai “arang yang membara di dapur”. Pendekatan ini dianggapnya terlalu kasar, sehingga ia merasa tidak puas. Ia tahu bahwa banyak zat memuai jika dipanaskan, jadi ia menggunakan minyak dan mengukur perubahan volumenya pada titik-titik rujukan suhunya. Ia menemukan bahwa minyak itu memuai 7,25% dari suhu salju meleleh sampai suhu air mendidih. Karena itu ia menempatkan “derajat panas ke-0° pada salju meleleh dan “derajat panas ke-33° pada air mendidih. Ia menyebut alatnya termometer.
Skala Delisle
Skala suhu yang dinamai menurut astronom Perancis Joseph-Nicolas Delisle (1688–1768). Ia menciptakan satuan ini pada 1732. Skala ini mirip skala Réaumur. membuat sebuah termometer pada 1732 yang menggunakan raksa sebagai cairan ukurnya. Ia menetapkan skala temperaturnya dengan titik beku air sebagai 0 derajat dan titik didih air sebagai 100 derajat. Pada 1738, Josias Weitbrecht (1702–1747) mengkalibrasi ulang termometer Delisle sehingga 0 derajat adalah titik beku air dan 150 derajat adalah titik didih air.
Skala Romer
Skala suhu yang tidak digunakan lagi, dinamai menurut astronom Denmark Ole Christensen Rømer yang mengusulkannya pada 1701.
Dalam skala ini, nol adalah titik beku brine dan titik didih air adalah 60 derajat. Rømer kemudian mengamati bahwa titik beku air adalah 7,5 derajat, dan ini juga diambil sebagai titik rujukan ketiga. Jadi satuan skala ini, satu derajat Rømer, adalah 40/21 kelvin (atau derajat Celsius). Lambang satuan ini biasanya °R, namun untuk menghindari kerancuan dengan skala Rankine digunakan °Rø.

Skala Rankine
Skala suhu termodinamis yang dinamai menurut insinyur Skotlandia William John Macquorn Rankine, yang mengusulkannya pada 1859. Lambangnya adalah °R (atau °Ra untuk membedakannya dari Rømer dan Réaumur). Seperti skala Kelvin, titik nol pada skala Rankine adalah nol absolut, tapi satu derajat Rankine didefinisikan sama dengan satu derajat Fahrenheit.

2.2 Konversi Masing-Masing Skala Termometer
Untuk mencari nilai suatu skala dari skala yang lain perlu adanya suatu konversi yang sudah ada aturannya. Semua konversi memiliki aturan dan nilai yang akan sama dengan nilai skala yang belum dikonversikan ke skala lainnya. Selain itu kita juga mengetahui perbandingan antar skala.

Dari data diatas dapat diperoleh bahwa :
1. Skala Celcius : titik lebur = 0°C dan titik didih = 100°C
2. Skala Reamur : titik lebur = 0°R dan titik didih = 80°R
3. Skala Fahrenheit : titik lebur = 32°F dan titik didih = 212°F
4. Skala Kelvin : titik lebur = 273 K dan titik didih = 373 K
Berikut ini pengkonversian dari skala yang satu keskala yang lainnya.
Untuk konversi dari nilai skala Celcius
T℃=4/5 T°R
T℃=9/5 T+32℉
Untuk konversi tersebut bahwa dari skala reamur dan skala fahrenheit bisa kita konversikan ke skala Celcius, maka nilainya akan sama dengan nilai di skala Celcius.
Untuk konversi dari nilai skala Reamur
T°R=5/4 T℃
T°R=9/4 T+32℉
Untuk konversi tersebut terlihat bahwa dari skala Celcius dan skala Fahrenheit dapat dikonversikan ke skala Reamur, maka akan sama nilainya dengan skala Reamur.
Untuk konversi dari nilai skala Fahrenheit
T℉=5/9 (T-32)℃
T℉=4/9 (T-32)°R
Untuk konversi tesebut terlihat bahwa dari skala Celcis dan Reamur dapat dikonversikan ke skala Fahrenheit, maka nilainya akan sama dengan nilai skala pada Fahrenheit.
Untuk konversi dari nilai skala Celcius ke skala Kelvin
T℃=T+273 K
Untuk konversi tersebut, dari skala Celcius dapat kita ubah ke skala Kelvin yang merupakan menjadi skala dan Satuan Internasional yaitu dengan cara menambahkan 273 (+273), maka akan sama dengan nilai pada skala Kelvin. Begitu juga sebaliknya, dari skala Kelvin ke skala Celcius dengan cara mengurangi 273 (-273), maka akan sama nilainya dengan skala Celcius. Untuk skala Reamur dan Fahrenheit jika dikonversikan ke skala Kelvin, bisa juga secara langsung. Hal tersebut dapat dilakukan dengan melihat perbandingan antara skala termometer.
Berikut ini kami tampilkan table-tabel konversi masing-masing skala thermometer :
Skala yang diinginkan Formula
Celsius °C = K − 273,15
Fahrenheit °F = K × 1,8 − 459,67
Rankine °Ra = K × 1,8
Delisle °De = (373,15 − K) × 1,5
Newton °N = (K − 273,15) × 33/100
Réaumur °Ré = (K − 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (K − 273,15) × 21/40 + 7,5

Rumus konversi suhu dari Celsius ke kelvin, Fahrenheit, Reamur,Rankine,Delisle,Newton, Rømer
Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = °C + 273,15
Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32
Rankine °Ra = °C × 1,8 + 491,67
Delisle °De = (100 − °C) × 1,5
Newton °N = °C × 33/100
Réaumur °Ré = °C × 0,8
Rømer °Rø = °C × 21/40 + 7,5

Dari Fahrenheit
Rumus konversi suhu dari Fahrenheit ke Celsius,Kelvin, Reamur,Rankine, Delisle,Newton, Rømer
Skala yang dinginkan Formula
Kelvin K = (°F + 459,67) / 1,8
Celsius °C = (°F − 32) / 1,8
Rankine °Ra = °F + 459,67
Delisle °De = (212 − °F) × 5/6
Newton °N = (°F − 32) × 11/60
Réaumur °Ré = (°F − 32) / 2,25
Rømer °Rø = (°F − 32) × 7/24 + 7,5

Dari Rankine
Rumus konversi suhu dari Rankine ke Fahrenheit, Celsius,Kelvin, Reamur,, Delisle,Newton, Rømer
Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = °Ra / 1,8
Celsius °C = °Ra / 1,8 + 273,15
Fahrenheit °F = °Ra – 459,67
Delisle °De = (671,67 − °Ra) × 5/6
Newton °N = (°Ra − 491,67) × 11/60
Réaumur °Ré = (°Ra / 1,8 + 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (°Ra − 491,67) × 7/24 + 7,5

Dari Delisle
Rumus konversi suhu dari Delisle ke Rankine, Fahrenheit, Celsius,Kelvin, Reamur,Newton, Rømer
Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = 373,15 − °De × 2/3
Celsius °C = 100 − °De × 2/3
Fahrenheit °F = 212 − °De × 1,2
Rankine °Ra = 671,67 − °De × 1,2
Newton °N = 33 − °De × 0,22
Réaumur °Ré = 80 − °De × 8/15
Rømer °Rø = 60 − °De × 0,35

Dari Newton
Rumus konversi suhu dari Newton ke Delisle, Rankine, Fahrenheit, Celsius,Kelvin, Reamur, Rømer
Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = °N × 100/33 + 273,15
Celsius °C = °N × 100/33
Fahrenheit °F = °N x 60/11 + 32
Rankine °Ra = °N × 60/11 + 491,67
Delisle °De = (33 − °N) × 50/11
Réaumur °Ré = °N × 80/33
Rømer °Rø = °N × 35/22 + 7,5

Dari Réaumur
Rumus konversi suhu dari Reamur ke Newton,Delisle, Rankine, Fahrenheit, Celsius,Kelvin, Rømer
Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = °Ré / 0,8 + 273,15
Celsius °C = °Ré / 0,8
Fahrenheit °F = °Ré × 2,25 + 32
Rankine °Ra = °Ré × 2,25 + 491,67
Delisle °De = (80 − °Ré) × 1,875
Newton °N = °Ré × 33/80
Rømer °Rø = °Ré × 21/32 + 7,5

Dari Rømer
Rumus konversi suhu dari Rømer ke Reamur, Newton,Delisle, Rankine, Fahrenheit, Celsius,Kelvin,

Skala yang diinginkan Formula
Kelvin K = (°Rø − 7,5) × 40/21 + 273.15
Celsius °C = (°Rø − 7,5) × 40/21
Fahrenheit °F = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 32
Rankine °Ra = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 491,67
Delisle °De = (60 − °Rø) × 20/7
Newton °N = (°Rø − 7,5) × 22/35
Réaumur °Ré = (°Rø − 7,5) × 32/21

BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Dapat kita simpulkan bahwa skala-skala termometer tidak hanya satu seperti Kelvin, tetapi ada juga skala lainnya yang digunakan oleh thermometer untuk mengukur suhu yaitu skala Celcius, skala Reamur, skala Fahrenheit, skala Rankine, skala Delisle, skala Newton, dan skala Rømer. Masing–masing skala memiliki memiliki nilai-nilai perbandingan. Selain itu suatu nilai skala bisa kita konversikan dari skala yang satu ke skala lainnya dengan cara mengikuti aturan yang telah ditetapkan sesuai dengan perbandingan masing-masing skala.

3.2 Saran
Isi makalah tersebut memang jauh dari kesempurnaan dan yang diharapkan serta kekurangan baik dari isi maupun segi tulisan dan penyusunannya, namun makalah tersebut dapat dijadikan sebuah referensi tentang sejarah fisika mengenai skala-skala yang digunakan oleh termometer. Semoga isi makalah tersebut dapat bermanfaat bagi kita semua.

»

  1. Mohon ditinjau Bab II / 2.2 tentang perbandingan antar skala apakah yang dimaksud titik lebur adalah titik beku ? Pemahaman titik lebur adalah dimana zat padat mulai mencair sedangkan titik beku adalah zat cair mulai membeku Tanks

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s