PENGUKURAN TEMPERATURKARAKTERISTIK ANEKA TEMPERATUR ( TM 1 )

I. TUJUAN Mengetahui dan mempelajari karakteristik Termometer tekanan uap Membandingkan respon Termometer Uap dan Termometer Merkuri

II. ALAT DAN BAHANAlat yang digunakan Satu set Temperature Measurement Bench Termometer Tekanan Uap Termometer RaksA Ketel/gelas kimia ukuran 2 liter Botol Aquadest StopwatchBahan yang Digunakan Aquadest

III. DASAR TEORI

Temperatur adalah derajat tingkat panas suatu benda terhadap benda lain atau lingkungan. Temperatur diukur dengan alat ukur yang di sebut Termometer, terdapat beberapa jenis termometer. Salah satunya adalah termometer dengan prinsip Mekanik, yaitu Termometer Bimetal. Temometer Bimetal sesuai namanya terdiri dari dua lempeng logam yang berbeda sifat muainya yang dililit berbentuk gulungan melingkar . apabila satu ujungnya diberi panas maka gulungan itu akan cenderung membuka gulungannya, sedangkan bila diberi dingin akan bersifat sebaliknya. Karakteristik gulungan tersebut kemudian dihubungkan dengan Pointer skala yang dapat dibaca setelah di kalibrasi.

Termometer lainnya adalh Termometer Tekanan Uap yang terdiri dari sebuah tabung logam yang dihubungkan dengan pengukur Tekanan Bourdon yang dikalibrasi. Dengan Temperatur fluida yang berada didalam tabung logam adalah fluida yang mudah menguap. Yang mengisi sebagian didalam tabung. Pada saat tabung logam kontak dengan fluida luar yang dingin diukur temperaturnya akan terjadi perpindahan panas yang akan menghasilkan tekanan yang mengisi pipa Bourdon pada bagian pengukur tekanan diatas. Karena tekanan telah dikalibrasi dengan temperatur. Pembacaan yang terbaca adalah temperatur fluida yang ingin diiukur.

TEORI TAMBAHANInstrument pengukur suhu diklasifikasikan menjadi 3, yaitu :1. Instrument pengukur suhu efek mekanik2. Instrument pengukur suhu efek listrik3. Instrument pengukur suhu efek radiasi

1. Pengukuran suhu efek mekanikPengukuran suhu efek mekanik adalah pengukura suhu dengan instrumentasi yang bekerja atas dasar prubahan dimensi mekanik akibat perubahan suhu. Adapun instrumentasi pengukuran suhu secara mekanik antara lain :

a. Thermometer raksaThermometer raksa dalam gelas adalah thermometer yang dibuat dari air raksa yang di tempatkan pada suatu tabung kaca. Tanda yang dikalibrasi pada tabung membuat temperature dapat dibaca sesuai panjang air raksa di dalam gelas, bervariasi sesuai suhu.Sebagai pengganti raksa, beberapa thermometer keluarga mengandung alcohol dengan tamahan warna merah. Termometer ini lebih aman dan mudah dibaca.Air raksa akan membeku pada suhu -38,830C dan hanya dapat digunakan pada suhu diatasnya. Air raksa tidak mengembang saat membeku sehingga tidak memecahkan tabung kaca, membuatnya sulit diamati ketika membeku. Thermometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu celcius dan fahreinheit. Thermometer raksa biasanya dapat dipakai sampai 6000F (301,30C), tetapi jangkauannya dapat diperluas hingga 10000F(523,60C) dengan jalan mengisi ruang di atas raksa itu dengan gas seperti nitrogen. Hal ini akan meningkatkan tekanan di atas raksa, menaikkan titik didihnya dengan demikian memungkinkan penggunaan thermometer itu pada suhu tinggi.b. Thermometer gasPrinsip kerjanya didasarkan pada hokum dasar dari gas. Jika suatu gas yang dijaga ada di dalam sebuah bejana, pada volume konstan dan kemudian tekanan serta suhunya diubah-ubah, maka perbandinga antara tekanan gas dan suhunya adalah konstan pula. Jangkauan suhu operasi temometer gas berkisar -150 sampai +10000F.c. Thermometer tekanan uapJika sebuah bejana tertutup diisi sebagian denga cairan, maka ruang di atas cairan tersebut akan terdiri dari uap dan cairan yang tekanannya tergantung pada suhu. Jika suhu dinaikkan, maka cairan yang menguap akan lebih banyak dan tekanan meningkat. Penurunan suhu akan mengakibatkan terjadinya kondensasi sebagian uap dan tekanan turun.d. Termometer bimetalThermometer bimetal digunakan untuk jangkauan suhu 100 sampai 10000F, banyak digunakan dalam instrument kendali suhu sederhana. Thermometer bimetal terdiri dari dua keeping logam yang mempunyai koefisien ekspansi (muai) termal yang berbeda yang disatukan. Bila keeping itu dikenakan pada suhu yang lebih tinggi dari suhu pengikatnya dan akan membengkok ke satu arah, bila dikenakan pada suhu yang lebih rendah, ia akan membelok kea rah lain.2. Pengukuran suhu efek listrikMetode-metode listrik untuk pengukuran suhu sangat baik karena memberikan sinyal yang mudah di deteksi yang banyak dipergunakan untuk pengendalian. Terdiri dari 3 tipe, yaitu :a. Thermometer tahanan listrikAdalah sebuah transduser yang tergantung pada kenaikkan tahanan logam tehadap suhu kenaikkan ini hampir merupakan garis lurus (linier). Thermometer ini menggunakan elemen sensitive dari kawat platina yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperature di dalam jangkauannya.b. ThermistorAdalah alat semi-konduktor dengan tahanan yang mempunyai koefisien suhu negatif, berlawanan dengan koefisien positif pada kebanyakan logam. Kelebihannya tingkat ketelitian yang sangat tinggi sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi secara persisi dengan keteliatian 0,010C.

c. TermokopelTermokopel bekerja mengukur suhu berdasarkan efek termoelektrik, yaitu : Efek seebeck Efek peltier Efek Thomson3. Pengukuran suhu efek radiasiSuhu suatu benda dapat ditentukan melalui pengukuran radiasi termal yang dipasarkan benda itu. Dua macam instrument yang umum dipakai ialah pirometer optic dan pirometer radiasi. Radiasi termal itu sendiri adalah radiasi elektromagnetik yang di pancarkan oleh suatu benda sebagai akibat dari suhunya. Radiasi termal terletak dalam daerah panjang gelombang antara 0,1-100mm.

IV. PROSEDUR KERJATemperatur Tekanan Uap Menyiapkan peralatan Temperatur Measurement Bench Mengisi gelas kimia dengan air bersih hingga 2/3 penuh, letakkan Temperatur Merkuri dan Temperatur Tekanan Uap pada tempatnya di bagian tutup ketel (gelas kimia) Mencatat temperatur yang ditunjukkan kedua thermometer Mengatur power regulator pada posisi 5 (ditengahtengah) Memastikan ketel terhubung dengan baik dan ketel telah dihidupkan Menghidupkan power regulator, catat temperatur terbaca pada termometer Tekanan Uap dan thermometer air raksa setiap 2 menit Mematikan power setelah mencapai 1000C pada thermometer merkuri Menganalisis hasil percobaanTermometer Metal Memasang Termometer Merkuri dan Termometer Metal (platinum, thermistor dan thermocouple) pada tempatnya Memasukkan termometer pada ketel, mencatat temperature awalnya Menghidupkan power dan mencatat temperatur setiap 2 menit Mematikan setelah temperature air raksa mencapai 600 Menganalisis percobaan

V. DATA PENGAMATAN

Table kenaikan suhu beberapa termometer

NoT(menit)Temperatur Termometer Merkuri (0C)Temperatur Termometer Tekanan Uap (0C)Platinum (0C)Termistor (0C)

1234567891011121314151617024681012141618202224262830322527363940444648505355576062656870303132353740424448495053555760626435,638,141,144,146,149,051,754,256,559,261,864,466,969,671,974,576,431,233,637,040,042,645,147,349,651,753,555,657,059,460,062,263,464,8

Tabel penurunan suhu beberapa termometer

NoT(menit)Temperatur Termometer Merkuri (0C)Temperatur Termometer Tekanan Uap (0C)Platinum (0C)Termistor (0C)

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243442468101214161820222426283032343638404244464850525456586062646668707274767880828486886866666664636261606059585857565656555454545352525252515050505050494948484746464645454444656463636262616060595858575655555454545353535252525251515150505050494948484848484747464675,874,773,672,671,570,069,868,968,267,466,766,065,264,664,063,462,862,261,761,260,860,159,659,258,758,257,757,256,956,556,155,755,354,954,654,153,853,553,152,852,452,251,951,564,563,963,462,862,261,761,160,760,359,859,458,858,457,957,457,156,756,355,955,454,854,554,253,853,553,152,752,352,051,751,551,250,850,650,249,949,649,349,148,848,548,248,147,4

VI. ANALISA PERCOBAAN

Dari percobaan yang dilakukan dapat dianalisa mengenai perbedaan suhu yang ditunjukkan oleh beberapa thermometer. Hal ini dikarenakan kemampuan thermometer yang digunakan saat praktikum berbeda-beda. Dari percobaan (pemanasan aquadest di dalam ketel), terlihat angka pengukuran pada thermometer platinum lebih cepat meningkat (naik) dibanding tiga thermometer lainnya. Hal ini dikarenakan thermometer platinum memiliki sensitivitas yang sangat tinggi terhadap perubahn suhu. Thermometer platinum memiliki rentang suhu pad -2600C sampai 17000C, lebih teliti sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat panas maupun suhu yang sangat dingin. Logam platinum atau platinum memiliki koefisien muai yang hampir sama dengan kac silica-natrium karbonat, platina tidak teroksidasi pada suhu berapa pun, meskipun bekarat oleh halogen, sianida, belerang, dan alkali kaustik. Platinum memiliki resistensi tinggi terhaap serangan kimia, baik karakteristik temperature tinggi, stabil sifat listrik. Semua sifat ini telah dimanfaatkan untuk aplikasi industri contohnya thermometer platina. Tetapi thermometer platina dan termistor merupakan thermometer zat padat yang kurang cocok untuk pengukuran suhu aquadest (cairan) yang dipanaskan.Thermometer raksa yang digunakan cocok untuk pengukuran perubahan suhu cairan walaupun skala ukurannya 20C yang membutuhkan ketelitian lebih saat mengamatinya. Jangkauan suhu thermometer raksa yaitu -400C sampai 3500C. raksa dalam pipa thermometer akan memuai jika dipanaskan, raksa mudah dilihat karena mengkilap, volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu serata raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.

VII. KESMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :1. Respon dari beberapa thermometer berbeda-beda.2. Proses kenaikkan suhu (pemansan) lebih cepat daripada pendinginan karea proses pemansan dipengaruhi oleh energi panas dan tekanan.3. Ketelitian thermometer dan termistor sangat tinggi terhadap perubahan suhu.4. Termometer platinum sangat cocok digunakan dalam industri karena memiliki sensitivitas yang tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Tim lab jobsheet Instrumen dan Pengukuran. 2014. Penuntun Praktikum Instrumen dan Pengukuran. Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang.id.m.wikipedia.org/wiki/termometr_air_raksahutomoabdurrohman.blogspot.com/2013/03/jenis-termometer.html?m=1atteubear.blogspot.com/2013/01/platina.html?m=1

GAMBAR ALAT

Temperature Measurement BenchTermometer merkuri