Cara Kerja Termometer Raksa

Posted on

Termometer ialah salah satu benda laboraturium yang paling mudah untuk dimiliki di rumah. Pengukur suhu bisa digunakan untuk melihat keadaan anak yang sakit demam dan bisa juga digunakan untuk mengukur temperatur saat memasak.

Cara kerja dari termometer raksa ialah dengan memanfaatkan sifat memuainya raksa ketika temperaturnya meningkat.

Konsep dasar yang digunakan pada termometer sederhana ialah dengan memanfaatkan sifat fisika dari suatu benda yakni bertambahnya volume benda tersebut sesuai peningkatan temperatur.

Pada umumnya, setiap zat mengalami pemuaian ketika temperaturnya menaingkat. Artinya, ukuran volume dari benda tersebut dapat menggambarkan seberapa tinggi temperaturnya. Karena zat padat sangat sulit dilihat peningkatan volumenya sedangkan zat gas selalu menempati seluruh ruang, maka yang paling cocok digunakan untuk pengamatan ialah zat cair.

Jika sebuah zat cair dikurung dalam sebuah ruangan tertentu berbentuk tabung memanjang, pemuaian volume akibat peningkatan temperatur akan dapat diamati oleh mata.

Penentuan skala temperatur dapat dengan mudah dilakukan menggunakan basis air (untuk Celsius $^{\circ} \text{C}$).

Tabung kaca berisi zat cair dikondisikan pada temperatur air membeku ($0^{\circ}\text{C}$) kemudian dicatat sebagai volume terkecil. Setelah itu tabung dikondisikan pada temperatur air menguap ($100^{\circ}\text{C}$) kemudian dicatat sebagai volume terbesar. Kemudian kedua volume dikurangi dan dibagi 100 bagian, diperolehlah skala Celsius pada termometer tersebut.

Maka didesainlah termometer sebagai tabung memanjang berisi zat cair:

Ilustrasi penambahan volume pada termometer

Jarak dari setiap garis yang menunjukkan temperatur disusun berdasarkan pembagian $100^{\circ}\text{C}$.

Lalu mengapa raksa yang lebih dipilih sebagai cairan pada termometer?

Jadi bahan yang paling cocok digunakan sebagai termometer ialah etanol dan raksa. Tetapi kenapa yang lebih sering digunakan adalah raksa?


Raksa memiliki dua sifat spesifik yang sangat memudahkan dalam pembuatan termometer:

Raksa memiliki koefisien ekspansi termal yang sangat tinggi.

Di dalam proses ekspansi termal, dikenal istilah koefisien ekspansi. Koefisien ekspansi termal menyatakan perubahan volume suatu zat setiap kenaikan temperatur.

Koefisien ekspansi termal yang tinggi menjelaskan semakin drastisnya perubahan volume suatu bahan terhadap perubahan temperaturnya. Semakin tinggi koefisien ekspansi maka semakin baik untuk digunakan dalam termometer.

Dalam daftar bahan yang memiliki ekspansi termal tinggi, diantaranya ialah etanol dan raksa dengan nilai berturut-turut $1090\times10^{-6}$ dan $61\times10^{-6}$.

Raksa memiliki tekanan uap jenuh yang sangat rendah.

Faktor kedua yang harus diperhitungkan ialah wujud zat pada tekanan normal. Walaupun etanol berwujud cairan pada tekanan normal, namun pada bagian permukaan cairan etanol ada banyak molekul yang menguap. Uap di bagian permukaan ini menyebabkan tekanan ke cairan yang disebut tekanan uap jenuh .

Tekanan uap jenuh suatu larutan dapat menunjukkan kestabilan zat pada fasa cairnya. Semakin tinggi tekanan uap jenuh maka semakin mudah zat tersebut untuk menguap. Semakin mudah menguap suatu zat maka semakin buruk kinerjanya untuk termometer.

Tekanan uap jenuh dari raksa jauh lebih rendah dari etanol. Hal ini menunjukkan bahwa raksa lebih stabil dalam bentuk cairnya dibandingkan etanol.

Etanol sebenarnya masih tetap digunakan sebagai cairan dalam termometer karena dinilai lebih aman. Termometer etanol lebih tepat digunakan pada termometer dapur yang mungkin digunakan pada makanan tanpa resiko.

Zat cair yang digunakan dalam termometer ialah logam Merkuri atau Etanol. Keduanya sering digunakan karena memiliki kemampuan pemuaian/ekspansi termal yang sangat tinggi.

Biasanya ditambahkan zat warna merah atau kuning pada etanol agar perubahan volume terlihat jelas dan temperatur dapat teramati dengan mudah.

Mengaku-ngaku sebagai penulis sejak 2013, tak satupun buku yang berhasil dituliskan. Amatir Garis Keras!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.