SEJARAH TERMOMETER

//SEJARAH TERMOMETER

SEJARAH TERMOMETER

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Termometer memiliki berbagai macam jenis (Jenis – jenis termometer, klik disini). Pada awal penemuannya, alat ini 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 nilai 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:

  1. 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.
  2. Dengan cara yang sama, tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut mendidih seluruhnya saat dipanaskan.
  3. 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. Dan untuk mengatasi permasalah itu, maka digunakan cara kerja seperti ini:

  • 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 postingan ini tidak semua skala-skala suhu. Berikut ini beberapa sejarah penemuan skala-skala termometer yang akan kita bahas satu persatu.

Skala Celcius

celcius

Anders Celcius

Masa kecil Anders Celcius tidak banyak diketahui, dia lahir di Uppsala, Swedia, pada 27 November 1701. Dibesarkan dalam keluarga ilmuwan, dia telah menunjukkan bakat menonjol dalam bidang matematika sejak usia belia.  Ayahnya adalah seorang professor bernama Nils Celcius. Sementara kakeknya adalah seorang professor astronomi bernama Magnus Celsius. Keluarga besar Celcius adalah ilmuwan yang disegani. Pada usia 29 tahun, dia menjadi professor bidang astronomi di Universitas Uppsala. Mulai tahun 1732, dia banyak melakukan kunjungan ke berbagai observatorium di Eropa dan melakukan kerja sama dengan beberapa astronom terkemuka. Dia melakukan penelitian dan observasi di bidang geografi, meteorologi, dan astronomi.

Pada 1733, Celcius menerbitkan ratusan hasil observasi di Nurenberg, Jerman, termasuk hasil observasi aurora borealis, pengukuran geografis peta umum Swedia, dan penelitian lain dibidang astronomi dan meteorologi. Dia kembali ke Uppsala pada 1763 setelah mengikuti perjalanan bersama astronomi lain ke Tornes, Swedia. Tujuan perjalanan tersebut adalah mengukur besar derajat meridian atau bujur mendekati daerah kutub. Hasil penelitian ini dibandingkan dengan penelitian serupa di Peru yang letaknya dekat dengan garis ekuator. Perjalanan tersebut membuktikan teori Newton bahwa bentuk Bumi adalah elips dan rata pada kutubnya.

Celcius juga merupakan salah satu orang yang mula-mula menyatakan bahwa daratan di negara-negara kawasan nordik secara berlahan naik diatas permukaan air laut, sebuah proses yang telah berlangsung sejak mencairnya es dari zaman es. Untuk keperluan observasi meteorologisnya, dia menciptakan sebuah thermometer dengan sekala yang memiliki titik beku 0 derajat dan titik didih 100 derajat. Pada mulanya termometer tersebut disebut termometer skala derajat sentigrade. Kemudian pada tahun 1984, The Ninth General Conference on Weights and Measures mengubah nama derajat sentigrade menjadi derajat celcius, sebagai bentuk penghargaan kepada Anders Celcius.

Celcius juga mengumumkan hasil penelitiaan dan kerjanya di Perhimpuanan Ilmuwan Uppsala yang didirikan pada 1710. Di dalam organisasi tersebut dia menjabat sebagai sekretaris dari tahun 1725-1744. Dia juga memimpin hampir 20 penelitiannya di bidang astronomi. Celcius menulis buku berjudul Artihmetics for the Swedish Youth pada 1741. dia meniggal dunia pada 25 April 1744 karena menderita TBC. Waktu itu usianya 42 tahun. Jenazahnya dimakamkan didekat kakeknya di wilayah Gereja Gamala Uppdala di Swedia.

Skala Reamur

reamur

Rene Antoine Ferchault de Reaumur

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 Fahrenheit

fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit lahir di Danzig, Polandia. Dia yang pertama kali menemukan Skema Fahrenheit tahun 1924. Pada 1720, setelah melakukan berbagai penelitian. Dia menemukan bahwa sisa air raksa dalam pembuatan alat pengukuran suhu akan menjamin keakuratan. Derajat suhu yang digunakan dalam termometer tersebut kemudian diberi nama “Fahrenheit”, sesuai nama penemuannya. Fahrenheit meninggal dunia pada 1736.

Ada beberapa perdebatan mengenai bagaimana Fahrenheit memikirkan skala temperaturnya. Ada yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik nol (0 derajat Fahrenheit) dan 100 derajat F pada skala temperaturnya dengan cara mencatat temperature di luar terendah yang dapat diukur dan temperature badanya sendiri. Temperature di luar terendah tubuhnya dijadikan titik nol yang diukur pada saat musim dingin tahun 1708 menjelang tahun 1709 di kampung halamannya, Danzig (-17,8 derajat Celcius).

Fahrenheit ingin menghindari suhu negatif yang mana skala Ole Ramer (Skala termometer warga Polandia) sering menunjukkan temperatur negative dalam penggunaan sehari-hari. Fahrenheit, memutuskan bahwa suhu tubuhnya adalah 100 derajat F. Suhu tubuh normal adalah mendekati 98,6 derajat F, berarti Fahrenheit saat itu sedang demam ketika eksperimen atau termometernya tidak akurat.

Ada pula yang menyatakan bahwa Fahrenheit menentukan titik nol (0 derajat F) pada skalanya sebagai suhu yang mana campuran yang sama antara es dan garam melebur 96 derajat sebagai temperatur darahnya (dia pada awalnya menggunakan darah kuda untuk menandakan skalanya). Skalanya terdiri atas 12 divisi, tetapi kemudian dia membagi masing-masing divisi menjadi 8 subdivisi sama besar, dan mengahsilkan skala 96 derajat. Dia menemukan bahwa air (tanpa campuran apapun) akan membeku pada suhu 32 derajat dan mendidih pada suhu 212 derajat.

Pendapat ketiga adalah cerita yang paling dikenal, seperti yang digambarkan pada serial televisi fisika popular The Mechanical Universe. Serial itu menyatakan bahwa Fahrenheit mengadopsi skala Ramer yang mana air membeku pada suhu 7,5 derajat dan mengalikan setiap nilai dengan 4 untuk mengeliminsai pacahan serta menigkatkan granularity dari skala tersebut (menghasilkan 30 dan 240 derajat).

Kemudian, dia kembali menentukan skalanya di antara titik beku air dan temperature normal tubuh manusia (ia mengambil 96 derajat); titik beku air ditentukan 32 derjat sehingga ada 64 interval akan membagi dua sehingga dia dapat menandai garis derajat pada alatnya dengan membagi dua interval tersebut dua kali. Pengukurannya tidak semuanya akurat. Dengan menggunakan skala awalnya, titik beku dan titik didih air yang sebernarnya akan berbeda dengan 32 derajat F dan 212 derajat F.

Beberapa waktu setelah kematian Fahrenheit, diputuskan untuk kembali menandakan skalanya dengan 32 derjat F dan 212 derajat F sebagai titik beku dan titik didih air murni yang benar. Perubahan ini memudahkan konversi dari Celsius ke Fahrenheit dan vice versa dengan menggunakan rumus sederhana. Perubahan ini juga menjelaskan mengapa temperature tubuh pernah sekali ditentukan 96 atau 100 derajat F oleh Fahrenheit sekarang ditentukan 98,6 derajat F oleh banyak pihak, walaupun nilai 98 derajat F akan lebih akurat.

Kisah keempat adalah cerita yang tidak begitu dikenal mengenai asal muasal skala Fahrenheit. Diceritakan bahwa skala ini ditentukan Fahrenheit sendiri yang menjadi anggota organisasi persaudaraan Freemasonry. Dalam organisasi terebut, ada 32 tingkat penerangan, 32 menjadi yang tertinggi. Penggunaan kata degree (derajat atau tingkatan) sendiri dikatakan diambil dari tingkatan dalam organisasi tersebut. Ini mungkin suat kebetulan, tapi tidak ada bukti yang menunjukkan kebenaran hal tersebut.

Skala Kelvin

Lord Kelvin

Lord Kelvin

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. Selain itu ada juga skala yang kurang populer seperti :

  1. 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.
  2. 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. Pembuat termometer ini 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.
  3. 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.
  4. 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.

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

Sumber : google

By | 2018-04-02T03:20:13+00:00 November 26th, 2015|Categories: Berita|Tags: , , , , |0 Comments

About the Author: