1

BAB III BAB III PENGUKURAN SUHU (TEMPERATUR)PENGUKURAN SUHU (TEMPERATUR)

3.1. 3.1. PengertianPengertian suhusuhu dandan skalanyaskalanya. . 3.2. 3.2. TemometerTemometer gas ideal gas ideal 3.3. 3.3. TermometerTermometer dengandengan efekefek perubahanperubahan mekanismekanis ( (

ekpansi/pemuaianekpansi/pemuaian).).3.3.1. 3.3.1. TermometerTermometer ekpansiekpansi zatzat caircair3.3.2. 3.3.2. TermometerTermometer ekpansiekpansi zatzat padatpadat..

3.4. Termometer dengan efek perubahan sifat listrik. 3.4. Termometer dengan efek perubahan sifat listrik. 3.4.1. Termometer tahan listrik (electrical resisteance 3.4.1. Termometer tahan listrik (electrical resisteance

thermometer)thermometer)3.4.2. Termometer termoelektrik (termokopel)3.4.2. Termometer termoelektrik (termokopel)

3.5. Temperature Dengan Efek Perubahan Radiasi.3.5. Temperature Dengan Efek Perubahan Radiasi.

2

3.1. Pengertian suhu dan 3.1. Pengertian suhu dan skalanya.skalanya.

Suhu (temperatur) merupakan konsep intuisi yang menyatakan Suhu (temperatur) merupakan konsep intuisi yang menyatakan apakah suatu benda dalam kondisi “panas” atau “dingin”apakah suatu benda dalam kondisi “panas” atau “dingin”

Sedang dalam prinsip kedua tentang termodinamika suhu selalu Sedang dalam prinsip kedua tentang termodinamika suhu selalu dihubungkan dengan kalor (heat). setiap benda mempunyai dihubungkan dengan kalor (heat). setiap benda mempunyai energi dalam (internal energy) karena kecepatan gerak molekul-energi dalam (internal energy) karena kecepatan gerak molekul-molekul didalamnya. suhu menunjukan tingkatan energi molekul didalamnya. suhu menunjukan tingkatan energi dalamnya. Bila dua buah benda dengan suhu yang berbeda dalamnya. Bila dua buah benda dengan suhu yang berbeda bersentuhan satu sama lain, akan terdapat perpindahan energi bersentuhan satu sama lain, akan terdapat perpindahan energi (kalor) dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang (kalor) dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah sehingga pada akhirnya kedua benda suhunya lebih rendah sehingga pada akhirnya kedua benda mempunyai suhu yang sama.mempunyai suhu yang sama.

Jika suhu benda berubah maka akan terjadi perubahan yang dapat Jika suhu benda berubah maka akan terjadi perubahan yang dapat berupa perubahan fisik, perubahan kimia, perubahan sifat listrik, berupa perubahan fisik, perubahan kimia, perubahan sifat listrik, sifat radiasi dan lain sebagainya. Oleh karenanya suhu dapat sifat radiasi dan lain sebagainya. Oleh karenanya suhu dapat diukur dengan cara mengukur efek perubahan diatasdiukur dengan cara mengukur efek perubahan diatas

3

3.1. Pengertian suhu dan 3.1. Pengertian suhu dan skalanya.skalanya.

kelvinTT

2

1 rankineTT

2

1

=

CF 5/90,32

KR 5/9

4

3.2. Temometer gas ideal3.2. Temometer gas idealp.V = m.R.Tdimana : p = tekanan gasV = volume gasm = massa gasR =konstanta gasT =suhu (temperatur)

gasjika :m.R/V = C = konstan, maka :p = C.T

5

3.3. Termometer dengan efek perubahan 3.3. Termometer dengan efek perubahan mekanis (ekpansi/pemuaian).mekanis (ekpansi/pemuaian).

Hampir semua bahan baik berupa padat maupun cair bila suhunya Hampir semua bahan baik berupa padat maupun cair bila suhunya berubah, akan terjadi perubahan ukuran / volume. pada umumnya berubah, akan terjadi perubahan ukuran / volume. pada umumnya bila suhunya naik akan terjadi pemuaian, begitu pula sebaliknya bila suhunya naik akan terjadi pemuaian, begitu pula sebaliknya bila suhunya turun akan menyusut. dengan demikian suhu suatu bila suhunya turun akan menyusut. dengan demikian suhu suatu benda dapat diketahui dari besar kecilnya perubahan benda dapat diketahui dari besar kecilnya perubahan ukuran/volume benda tersebut.ukuran/volume benda tersebut.

3.3.1. Termometer ekpansi zat cair3.3.1. Termometer ekpansi zat cairtVoV ..

dimana :V

Vo t

= perubahan volume = volume pada suhu awal = koefisien ekpansi volume dari cairan= perubahan suhu yang terjadi

6

3.3.2. Termometer ekpansi zat padat.3.3.2. Termometer ekpansi zat padat.

..IoII

= perubahan panjang = koefisien muai panjang (tergantung jenis bahan) = perubahan suhu

dimana :dimana :

7

3.3.2. Termometer ekpansi zat padat.3.3.2. Termometer ekpansi zat padat.

Bimetal

212

2

)1)()((6]}/1)[1()1(3{

mToTmnmmmtr

dimana :r = radius lengkung 12

t = tebal bimetal totalm = t1 / t2E = modulus elastisitas bahan platn = E1/E2T = suhu kerjaT0 = suhu pengikatan

= koefmuai yang lebih rendah = koef muai yang lebih tinggi

8

Tabel 3.1. Sifat mekanik beberapa Tabel 3.1. Sifat mekanik beberapa bahan bimetalbahan bimetal

Modulus Elastisitas (Bahan Koefisien Muai

/ oC

Modulus Elastisitas (ε)

psi GN/m

Invar 1,7 x 10-6 21,4 x 106 147

kuninganx 106 2,02x10-5 14,0x 106 96,5

monel 400 1,35x10-5 26,0x 106 179

Inconel 702 1,25x10-5 31,5x 106 217

stainless steel 316

1,6x10-5 28,0x 106 193

9

3.4. Termometer dengan efek 3.4. Termometer dengan efek perubahan sifat listrik.perubahan sifat listrik.

Suatu benda juga akan mengalami sifat kalistrikan apabila benda Suatu benda juga akan mengalami sifat kalistrikan apabila benda tersebut berubah suhunya. dengan menggunakan perubahan tersebut berubah suhunya. dengan menggunakan perubahan listrik, sinyal yang dihasilkan dapat lebih mudah dideteksi, diolah, listrik, sinyal yang dihasilkan dapat lebih mudah dideteksi, diolah, diperkuat maupun digunakan untuk sinyak pengendalian diperkuat maupun digunakan untuk sinyak pengendalian otomatis.otomatis.

3.4.1. Termometer tahan listrik (electrical resisteance thermometer) 3.4.1. Termometer tahan listrik (electrical resisteance thermometer)

..RRdimana : RRo = tahanan pada T (mula-mula)

= perubahan tahanan = koef suhu

= perubahan suhu yang terjadi Untuk Range luas berlaku :

R = Ro(1+aT+bT²)

10

3.4.1. Termometer tahan listrik 3.4.1. Termometer tahan listrik (electrical resisteance thermometer)(electrical resisteance thermometer)

Termistor Termistor Adalah bahan yang semi konduktor yang tahanannya mempunyai Adalah bahan yang semi konduktor yang tahanannya mempunyai

koefisien suhu negatif, harga tahanan akan mengecil apabila koefisien suhu negatif, harga tahanan akan mengecil apabila suhunya dinaikan. suhunya dinaikan.

11

3.4.2. Termometer termoelektrik 3.4.2. Termometer termoelektrik (termokopel)(termokopel)

Termometer yang prinsip dasarnya menggunakan fenomena efek Termometer yang prinsip dasarnya menggunakan fenomena efek seebeck (seebeck (seebeck effectseebeck effect) yaitu :'bila dua kawat (logam) yang ) yaitu :'bila dua kawat (logam) yang berbeda ujung-ujungnya disatukan dan kedua ujung pada suhu berbeda ujung-ujungnya disatukan dan kedua ujung pada suhu yang berbeda maka akan terjadi gaya gerak listrik (yang berbeda maka akan terjadi gaya gerak listrik (electromotive electromotive forceforce) yang kemudian disingkat EMF. besarnya EMF merupakan ) yang kemudian disingkat EMF. besarnya EMF merupakan fungsi perubahan suhu antara dua sambungan (fungsi perubahan suhu antara dua sambungan (junctionjunction).).

12

3.5. Temperature Dengan Efek 3.5. Temperature Dengan Efek Perubahan RadiasiPerubahan Radiasi..

4σ.TE 4σ.TE

4σ.TE dimana : E = daya emisiT = suhu

= konstanta Stefan boltzman