Kamis, 09 Juni 2011

TERMODINAMIKA
A.   Pengertian
Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan,proses "superpelan". 

Keseimbangan Termodinamika
Sistem makroskopik sering melakukan beberapa memori dari keadaan sebelumnya. Secangkir teh yang diaduk tetap kontinyu berputar . Tetapi jika kita tunggu lebih lama, kita tidak lagi mengamati gerakan dengan skala yang besar. Sebuah cangkir panas dari kopi dingin akan dibawa ke temperatur lingkungannnya, bagaiamanapun juga keadaan awal temperaturnya. Keadaan akhir dari sistem tersebut disebut equilibrium states, yang dicirikan oleh ketidaktergantungannya dari waktu, ketidaktergantungan terhadap sejarah sebelumnya. dan kcara sederhana. Ketidaktergantungannya pada waktu berarti bahwa sifat-sifat makroskopik dapat diukur (seperti temperatur, tekanan, dan kerapatan) dari sistem keseimbangan tidak berubah dengan waktu kecuali untuk fluktuasi yang sangat kecil, yang dapat kita amati dibawah kondisi yang spesial.

Kebalikannnya keadaan nonequilibrium berubah terhadap waktu. Skala waktu untuk perubahan mungkin satu detik mungkin bertahun-tahun, dan tidak dapat ditentukan dari arumentasi tremodinamia sendiri. Kita dapat mengatakan bahwa sebuah sistem tidak dalam equilibrium jika sifat-sifatnya berubah terhadap waktu, tetapi etidaktergantungannnya terhadap waktu selama observasi waktu tidak pasti. Ini memungkinkan bahwa kita tidak melakukan pemgamantan sistem cukup lama.

Keadaan keseimbangan adalah sederhana dan hanya memerlukan beberapa besaran untuk mencirikan sistem. Sebagai contoh, jika kita menjatuhkan balok es di dalam secangkir kopi, temperatur dalam waktu pendek akan bervariasi melalui kopi sampai kopi mencapai equilibrium. Sebelum equilibrium tercapaia, kita harus menspesifikasi temperatur pada setiap titik di dalam kopi ke spesifikasi statenya secara penuh. Sekali equilibrium tercapai, temperatur akan seragam keseluruh bagiannnya dan hanya perlu satu bilangan tempatur untuk menspesifikasinya.

Ketergantungan sejarah menyangkut banyak sistem mencapai keadaan equilibrium akhir meallui jalan yang tak berhingga. Keadaan akhir menghilangkan semua memori dan bagaimana hal itu dihasilkan. Sebagai contoh, jika kita letakkan beberapa cangkir kopi di dalam ruangan yang sama, mereka akan mencapai temperatur final, tanpa memandang perbedaan temperatur awal . Meskipun demikian,banyak contoh dimana sejarah sistem adalah sangat penting. Sebagai contoh, metal yang didinginkan secara cepat mungkin akan mengandung cacat yang bergantung pada detail sejarah dari bagaimana metal didinginkan. Beberapa sistem tidak dalam keadaan equilibrium. Secara praktis, kriteria untuk equilibrium adalah sirkular. SEcra operasional, suatu sistem adalah dalam equilibrium jika sifat-sifatnya dapat secara konsisten didiskripsikan oleh hukum-hukum termodinmika.

B.  Sistem termodinamika
Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.
Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
1.      sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
2.      sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
- pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
- pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
3.      sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.
Keadaan termodinamika
Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem).
Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.
Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.
C.  Pengertian Usaha, Kalor dan Energi.
Kalor = Usaha, yaitu hanya muncul juka terjadi perpindahan energi antara system dan lingkungan . Kalor muncul ketika energi dipindahkan akibat adanya perbedaan suhu atau perubahan wujud zat.
Energi terbagi atas dua yaitu energi dalam dan energi luar , dibawah ini beberapa asumsi mengenai energi tersebut.
- Energi kinetik dan energi potensial = energi luar ( external energy )
- Energi yang tidak nampak dari luar adalah energi dalam.
- Energi dalam berhubungan dengan aspek mikroskopik zat.
- Jumlah energi kinetic dan energi potensial yang berhubungan dengan atom –atom atau molekul – molekul zat disebut energi dalam.
Oleh karena itu, pengertian dari energi dalam adalah suatu sifat mikroskopik zat, sehingga tidak dapat diukur secara langsung. Yang dapat diukur secara tidak langsung adalah perubahan energi dalam (notasi ) , yaitu ketika suatu system berubah dari keadaan awal ke keadaan akhir.
Usaha Luar
Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.
W = pVp(V2 – V1)
Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai
Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.




Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.
Energi Dalam
Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.
Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai
untuk gas monoatomik
untuk gas diatomik


Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, dan ∆Tadalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).

D.   Hukum-hukum Dasar Termodinamika
Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekaran ini tentang termodinamika benda hitam.
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika 
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
Hukum Pertama Termodinamika 
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
Hukum pertama Termodinamika adalah bentuk lain dari hukum kekekalan energi yang diaplikasikan pada perubahan energi dalam yang dialami oleh suatu sistem. Maka :
- Sistem adalah sejumlah zat dalam suatu wadah, yang menjadi pusat perhatian untuk dianalisis.
- Lingkungan adalah segala sesuatu diluar sistem.
- Batas , perantara lingkungan dan sistem.
Oleh karena itu, Hukum Pertama termodinamika berbunyi, energi dalam suatu system berubah dari nilai U2 sehubungan dengan kalor Q dan usaha W; dimana Q adalah positif jika system memperoleh kalor dan negative jika kehilangan kalor, usaha W positif jika usaha dilakukan oleh system dan negative jika usaha dilakukan pada system.
Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai hukum universal dari kekekalan energi dan mengidentifikasikan perpindahan panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi. Pernyataan paling umum dari hukum pertama termodinamika ini berbunyi: Kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah energi panas yang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh sistem terhadap lingkungannya. 
Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott Joule yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama diberikan oleh Rudolf Clausius pada 1850: "Terdapat suatu fungsi keadaan E, yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah kerja yang dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik." 
Hukum kekekalan energi: Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dihancurkan/dihilangkan. Tetapi dapat ditransfer dengan berbagai cara. Aplikasi: Mesin-mesin pembangkit energi dan pengguna energi. Semuanya hanya mentransfer energi, tidak menciptakan dan menghilangkan.

Proses Isotermik
Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).
Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik pV di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai
Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.



Proses Isokhorik
Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0 ), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV.
QV = ∆U

Proses Isobarik
Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p V ). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku.
Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai
W = QpQV
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).

Proses Adiabatik
Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U ).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).
Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik pV dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik pV pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.
Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
Maka, Hukum Kedua Termodinamika berbunyi, tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata – mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi energi mekanik.
 
Hukum keseimbangan / kenaikan entropi: Panas tidak bisa mengalir dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan. Entropi adalah tingkat keacakan energi. Jika satu ujung material panas, dan ujung satunya dingin, dikatakan tidak acak, karena ada konsentrasi energi. Dikatakan entropinya rendah. Setelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik.
Aplikasi: Kulkas harus mempunyai pembuang panas di belakangnya, yang suhunya lebih tinggi dari udara sekitar. Karena jika tidak Panas dari isi kulkas tidak bisa terbuang keluar. Formulasi Kelvin-Planck atau hukum termodinamika kedua menyebutkan bahwa adalah tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu reservoir pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak semua proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan arahnya). Sebagai contoh jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju dibawah tubuh nya akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi beruang tersebut tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk menghangatkan tubuhnya. Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu aplikasi penting dari hukum kedua adalah studi tentang mesin kalor. Mesin kalor adalah sebutan untuk alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik.
Dalam mesin mobil misalnya, energi panas hasil pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi gerak mobil. Tetapi, dalam semua mesin kalor kita ketahui bahwa pengubahan energi panas ke energi mekanik selalu disertai pengeluaran gas buang, yang membawa sejumlah energi panas. Dengan demikian, hanya sebagian energi panas hasil pembakaran bahan bakar yang diubah ke energi mekanik. Contoh lain adalah dalam mesin pembangkit tenaga listrik; batu bara atau bahan bakar lain dibakar dan energi panas yang dihasilkan digunakan untuk mengubah wujud air ke uap. Uap ini diarahkan ke sudu-sudu sebuah turbin, membuat sudu-sudu ini berputar. Akhirnya energi mekanik putaran ini digunakan untuk menggerakkan generator listrik.

Hukum ketiga Termodinamika 
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Hukum suhu 0 Kelvin (-273,15 Celcius): Teori termodinamika menyatakan bahwa panas (dan tekanan gas) terjadi karena gerakan kinetik dalam skala molekular. Jika gerakan ini dihentikan, maka suhu material tsb akan mencapai 0 derajat kelvin.
Aplikasi: Kebanyakan logam bisa menjadi superkonduktor pada suhu sangat rendah, karena tidak banyak keacakan gerakan kinetik dalam skala molekular yang menggangu aliran elektron.
Latar belakang ditemukannya alat-alat termodinamika

• Galileo (1592) adalah ilmuan yang pertama kali menemukan thermometer sebagai alat pengukur themperatur,tetapi termometer yang ia temukan termometer yang tidaak punya skala tetap
• Gabriel Fahrenheit (1700) :Dia adalah Belanda yang menemukan temperatur yang mempunyai akurasi bagus dan temometer ini terbuat dari Merkuri.Penentuan nilai terendahnya menggunakan campuran air es dan garam (amoniak klorida)
• Andreas celcius (1742). Ilmuan ini mengusulkan bahwa nilai yang ada pada es ataupun air mendidih bisa digunakan sebagai nilai titik lebur dan titik didih.Sehingga tahun 1948, disepakati bahwa 0° sebagai titik lebur dan 100° sebagai titik didih yang kemudian di kenal dengan skala celcius
• Lord Wiliam Thompson Kelvin (1800) Ilmuan ini mengembangkan teori termodinamika dan menciptakan konsep absolut zero

E.   Alat-alat yang berhubungan dengan Termodinamika

Termometer
Adalah alat ukur berskala yang dapat di gunakan untuk menunjukan suhu.
Cara menggunakan termometer adalah dengan memasang termometer tersebut kontak dengan benda lain sampai benda dan termometer tersebut terjadi kesetimbangan termal.

Keseimbangan Termal
Keseimbangan termal terjadi jika 2 benda yang berada dalam kontak termal mempunyai temperatur yang sama. Dua benda disebut dalam kontak termal jika perlakuan panas pada salah satu benda menghasilkan perubahan makroskopis pada benda lainnya.


Tipe-Tipe Termometer

Tipe-tipe termometer antara lain:

Liquid-in-glass
Sifat termometrik : Perubahan volume (yaitu perubahan panjang dari merkuri atau etanol).
Keuntungan : Mudah digunakan, murah, dan mudah dibawa.
Kerugian : Mudah pecah, daerah pengukuran terbatas, tidak dapat digunakan untuk mengukur obyek kecil.
Daerah Pengukuran : Merkuri : 234-723 K. Etanol : 173 – 323 K
Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung). Jadi pegukuran suhu celsius menggunakan suhu pencairan dan bukan suhu pembekuan.
Titik didih Celcius yaitu 0 °C (212 °F) dan titik beku pada 100 °C (32 °F). Tetapi peneliti lain -Frenchman Jean Pierre Cristin– mengusulkan versi kebalikan skala celsius dengan titik beku pada 0 °C (32 °F) dan titik didih pada 100 °C (212 °F). Dia menamakannya Centrigade.
Cara kerja Termometer Air Raksa
Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa 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. Adapun cara kerja secara umum adalah sbb ;
1. Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi awal.
2. Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa dengan perubahan volume.
3. Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.
4. Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.
Constant-Volume gas Thermometer
Sifat termometrik : Tekanan pada gas dengan volume konstan.
Keuntungan : Skala absolut, akurat, daerah pengukuran lebar.
Kerugian : Bentuk besar, respon lambat, sulit untuk mengukur obyek kecil.
Daerah Pengukuran Temperatur : 3-300 K
                   

Resistansi
Sifat termometrik : Perubahan resistansi dari bahan konduktor (Pt, Ni, dll).
Keuntungan : Akurat, daerah pengukuran lebar, dapat didesain berbagai macam model.
Kerugian : Harga mahal
Daerah Pengukuran Temperatur : 15-900 K











Thermocouple
termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Sifat termometrik : GGL yang timbul karena 2 metal berbeda dikontakkan
Keuntungan : Sensitif, respon cepat, daerah pengukuran lebar
Kerugian : Tegangan kecil sehingga membutuhkan penguatan
Daerah Pengukuran Temperatur : 25-1400 K
 





















Thermistor
Sifat termometrik : Perubahan resistansi dari bahan semikonduktor (Si)
Keuntungan : Mudah diaplikasikan dengan komputer
Kerugian : Kurang akurat
Daerah Pengukuran Temperatur : 200-700 K

                                     Thermistor NTC












Optical Pyrometer
Sifat termometrik : Perubahan sifat material karena kena radiasi panas
Keuntungan : Tidak bersentuhan dengan obyek, mudah digunakan
Kerugian : Memerlukan kalibrasi, kurang akurat, mahal
Daerah Pengukuran : Di atas 1250 K




Termometer Infra Merah
menawarkan kemampuan untuk mendeteksi temperatur secara optik – selama objek diamati, radiasi energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai suhu. Mereka menawarkan metode pengukuran suhu yang cepat dan akurat dengan objek dari kejauhan dan tanpa disentuh – situasi ideal dimana objek bergerak cepat, jauh letaknya, sangat panas, berada di lingkungan yang bahaya, dan/atau adanya kebutuhan menghindari kontaminasi objek (seperti makanan/alat medis/obat-obatan/produk atau test, dll.). Produk pengukur suhu infra merah tersedia di pasaran, Mulai dari yang fleksibel hingga fungsi-fungsi khusus/Termometer standar (seperti gambar), hingga sistem pembaca yang lebih komplek dan kamera pencitraan panas. Ini adalah citra/gambar dari termometer infra merah khusus industri yang digunakan memonitor suhu material cair untuk tujuan quality control pada proses manufaktur.
Termometers Infra Merah mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam (biasanya infra merah) yang dipancarkan objek. Kadang disebut termometer laser jika menggunakan laser untuk membantu pekerjaan pengukuran, atau termometer tanpa sentuhan untuk menggambarkan kemampuan alat mengukur suhu dari jarak jauh. Dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisi nya, Temperatur objek dapat dibedakan.
Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor, yang mengubah energi menjadi sinyal elektrik yang bisa ditunjukkan dalam unit temperatur setelah disesuaikan dengan variasi temperatur lingkungan. Konfigurasi fasilitas pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa menyentuh objek. Dengan demikian, termometer infra merah berguna mengukur suhu pada keadaan dimana termokopel atau sensor tipe lainnya tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkan suhu yang akurat untuk beberapa keperluan.
Penggunaan Termometer Infra Merah
Beberapa kondisi umum adalah objek yang akan diukur dalam kondisi bergerak; objek dikelilingi medan elektromagnet, seperti pada pemanasan induksi; objek berada pada hampa udara atau atmosfir buatan; atau pada aplikasi di mana dibutuhkan respon yang cepat.
Termometer Galileo (atau termometer Galilea)
dinamai fisikawan Italia, Galileo Galilei, adalah termometer yang terbuat dari gelas silinder tertutup berisi cairan bening dan serangkaian benda yang kerapatannya sedemikian rupa sehingga mereka naik atau turun sesuai perubahan suhu.


 

 

 

 

Ciri desain

Di dalam cairan digantungkan sejumlah beban. Umumnya beban tersebut dilekatkan pada bola kaca tersegel yang berisi cairan berwarna untuk efek estetika. Saat suhu berubah, kerapatan cairan di dalam silinder turut berubah yang menyebabkan bola kaca bergerak timbul atau tenggelam untuk mencapai posisi di mana kerapatannya sama dengan cairan sekelilingnya atau terhenti oleh bola kaca lainnya. Bila perbedaan kerapatan bola kaca sangat kecil dan terurutkan sedemikian rupa sehingga yang kurang rapat berada di atas dan yang terapat berada di bawah, hal tersebut dapat membentuk suatu skala suhu.
Suhu dibaca dari ukiran piringan logam di setiap bola kaca. Biasanya sebuah celah memisahkan bola kaca atas dengan bola kaca bawah, berarti nilai suhu berada di antara kedua nilai label baca di setiap sisi celah. Bila bola kaca melayang-layang di celah, berarti nilai label baca mendekati suhu lingkungan.
Untuk mencapai keakuratan yang sesuai, toleransi beban harus dibuat kurang dari 1/1000 per satu gram (1 miligram)..

Teori operasi

Termometer Galilea bekerja dengan prinsip daya apung. Daya apung sendiri menentukan apakah suatu benda mengapung atau tenggelam dalam cairan, serta memberi penjelasan mengapa perahu yang terbuat dari baja bisa mengapung (sementara batangan baja padat dengan sendirinya akan tenggelam).

Untuk menentukan sistem skala suhu diperlukan dua titik acuan :
1.Titik tetap bawah dengan menggunakan es yang melebur yaitu suhu dimana es dan air berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm ( tekanan udara normal 76 cmHg).
2.Titik tetap atas, menggunakan suhu air yang mendidih yaitu suhu di mana air dan uap berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm ( tekanan normal udara 76 cmHg).

Hubungan antara skala suhu dalam derajat celsius, Reamur dan Fahrenheit
• 0°C – 0°R – 32° F sebagai tetap bawah
• 100°C – 80°R – 212°F sebagai tetap atas
• 100 skala C = 80 skala R = 180 skala F
• Perbandingan skala C:R:F = 5:4:9
• Hubungan antara suhu C,R dan F adalah
• T°C = (4/5 T)°R
• T°R = (5/4 T)°C
• T°C = (9/5 T + 32 )°F
• T°F = ( 9/4 T – 32 )°C

4 komentar:

  1. klo ini mah gak bs dkomen, adanya ya dkrimi pertanyaan, boleh?

    BalasHapus
  2. alla eeeee...????
    mboto lalo tuntim ree bbella eeeee..................???
    mbeca kone cawa ku...
    gara-gara baca ede re..

    BalasHapus
    Balasan
    1. maaf maksud anda apa? saya tidak bisa memahami bahasa anda..

      Hapus