Laporan Praktikum Fisika SMA – Suhu dan Skala Termometer

A. Judul Percobaan

Pembuatan Skala Pada Termometer

B. Latar Belakang

Sebuah termometer adalah sebuah alat sederhana yang digunakan untuk mengukur suatu zat. Cara mengukur suhu suatru zat dengan cara mencelupkan bagian dari tabung yang berisi dengan cairan pada daerah panas yang berbentuk fluida. Suhu panas yang mengenai tabung akan membuat cairan pada dasar pipa kapiler memuai. Prinsip dari pemuaian ini selanjutnya dijadikan sebagai indikator dari pertambahan suhu.

Dalam mengukur suatu besaran termasuk suhu, dibutuhkan satuan internasional yang disepakati dan digunakan di seluruh dunia. Pada besaran suhu satuan Internasional yang digunakan adalah Kelvin dan Rankine, kedua suhu ini dikembangkan dari satuan Celcius dan juga Fahrenheit, namun masih ada satu sataun dari suhu yang saat ini mulai ditinggalkan yakni Reamur.

Sebuah termometer sederhana dibuat dengan cara mengukur suhu antara suhu air mencair sampai dengan suhu air menguap. Kedua titik tersebut dijadikan sebagai titik acuan dalam beberapa thermometer seperti thermometer celcius, reamur, dan Fahrenheit. Pada proses pembuatan skala pada thermometer celcius, sebuah batas bawah dari termometer diambil titik 0°C pada saat es melebur dan batas diambil 100°C pada saat air mendidih. Suhu ini selanjutnya dijadikan sebagai satuan internasional untuk besaran suhu. Reamur menyusun sebuah skala termometer yang dikenal dengan skala reamur.

Serupa dengan termometer celcius, Reamur mengambil titik es mencair sebagai 0°R namun titik pada saat air mendidih diambil angka 80°R. Skala reamur banyak digunakan dieropa terutama perancis dan jerman, tapi kemudian digantikan dengan skala celcius. Fahrenheit memiliki pandangan yang berbeda mengenai suhu dimana es mencair dan air mendidih. Suhu pada saat es mencair diambil titik 32°F dan suhu air mendidih diambil titik 212°F. Skala ini kemudian digunakan secara luas untuk satuan british.

C. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah prinsip kerja dari sebuah termometer sederhana?
2. Bagaimanakah cara membuat skala pada termometer sederhana?
3. Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap pertambahan panjang zat cair di dalam tabung?

D. Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui prinsip kerja dari sebuah teromometer sederhana
2. Untuk mengetahui cara membuat skala pada termometer sederhana
3. Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap pertambahan panjang zat cair di dalam tabung 

E. Variabel Percobaan 

Variabel Kontrol :

• Satuan Pertambahan Panjang : Satuan pertambahan panjang adalah besar kenaikan panjang tabung terhadap perubahan suhu, Besaran di jaga kosntan dengan cara membuat pipa kapiler sangat kecil

Variabel Bebas :

• Suhu : Suhu dalam percobaan adalah suhu air yang diubah dengan dengan cara memanaskan air dengan menggunakan Bunshen Burner

Variabel Terikat :

• Panjang Alkohol : Panjang Alkohol adalah pertambahan panjang panjang alkohol pada pipa kapiler di dalam alkohol.

F. Alat dan Bahan

1. Air Murni
2. Es Batu
3. Kaki Tiga
4. Bunshen 
5. Termometer tanpa Skala
6. Keroke Api
7. Penggaris
8. Gelas Kimia atau wadah tahan panas yang setara

G. Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan sebuah wadah yang berisi air dan es dengan jumlah seimbang kemudian diletakkan diatas kaki tiga.
2. Mengukur suhu es mencair sebagai batas bawah dari termometer yakni setara dengan 0°C
3. Mengaatai pertambahan panjang dari batas bawah sampai dengan batas atas yakni suhu air mendidih pada suhu 100°C
4. Mencatat hasil yang sudah diamati pada tabel pengamatan

H. Tabel data hasil pengamatan  

Tabel Hubungan antara suhu terhadap panjang cairan

I. Grafik Percobaan

Berdasarkan grafik diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa gradien dari grafik menunjukkan jarak antara skala yakni 0.01 mm/°C atau setara dengan 0.1 cm/°C. Dair grafik juga didapatkan derajat kepercayaan yakni sebesar 100 persen. Hal ini didapatkan dari data yang dianalisis hanya terdiri dari dua data sehingga sebaran simpangan data tidak dapat di hitung.  

J. Analisis Data

x = \frac{T_{didih}-T_{lebur}}{Batas\ atas - Batas \ bawah}

X = Satuan Suhu per satuan Panjang ( °C/cm). Berdasarkan persamaan di atas maka didaptkan nila X = 0.1 cm/°C. Hasil analisis data ini sesuai dengan hasil analais Grafik. dengan tingkat kepercayaan sebesar 100%.

Kesalahan Relatif didapatkan dengan menggunakan KR = 1- R, sehingga didapatkan kesalahan relatif 0. Hal ini disebabkan karena kurang data percobaan sehingga sebaran variansi data tidak dapat ditunjukkan secara statistik.  

K. Pembahasan

Sebuah termometer bekerja berdasarkan prinsip pemuaian dari sebuah zat cair. Sebuah zat cair yang dimasukkan ke dalam pipa kapiler akan mengalami pemuaian, jika pipa kapiler dibuat sangat kecil, sehingga pemuaian 3 dimensi dari cairan dapat diasumsikan sebagai pemuaian panjang saja, maka prinsip dapat digunakan untuk menunjukkan perubahan suhu pada saat cairan mendapatkan panas dari lingkungan. Peuaian dalam termometer kemudian diatur sedemikian rupa agar setiap perubahan suhu dapat ditunjukkan secara linier sebagaimana aturan pembuatan instrumen yang baku.

Proses pembuatan skala pada termometer sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan zat cair seperti air. Karakter air yang memiliki titik lebur dan titik beku sebagai acuan yang digunakan oleh penemu termometer menjadi acuan sebagai batas atas dan batas bawah dari sebuah termometer, baik itu Reamur, Celcius dan Fahrenheit. Titik dimana air mendidih akan menjadi batas dari sebuah termometer dan batas bawah akan ditentukan pada saat es melebur.

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan sebuah termometer tanpa skala, didapatkan data bahwa suhu air yang sedang dipanaskan dengan menggunakan bunshen akan membuat cairan alkohol pada kolong pipa kapiler naik. Perubahan ini dibuat linier sehingga setiap perubahan panjang dapat menunjukkan perubahan suhu. Dari hasil analisis data percobaan didapatkan perubahan yang bersifat linier, yakni sebesar 0.1 cm/°C. Hal berati setiap kenaikan 1 cm pada tabung kapiler menunjukkan perubahan suhu sebesar 1 celcius derajat.

L. Kesimpulan

Berdasarkan analsis data dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan.

1. Termometer batang bekerja dengan cara memanfaatkan prinsip pemuaian zat cair.
2. Proses pembuatan skala pada termometer dilakukan dengan menggunakan bantuan karakter dari zat cair.
3. Terdapat hubungan positif dan linier antara suhu terhadap pemuaian zat cair di dalam pipa kapiler pada termometer

M. Saran

1. Sebaiknya melakukan pengukuran dengan cara mengukur lebih banyak titik pada saat air dipanskan tidak hanya batas atas dan batas bawah.
2. Berhati-hati dalam penentuan batas bawah dan batas atas karena menggunakan konsep fisika dari asas Black dan kalor laten.