BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suhu adalah besaran fisika yang menyatakan derajat panas suatu zat. Alat

untuk mengukur suhu disebut termometer. Pada termometer, zat yang paling

banyak digunakan adalah alkohol dan raksa. Yang menjadi pelopor pembuatan

termometer adalah Galileo Galilei (1564-1642). Prinsip kerja termometer buatan

Galileo didasaran pada perubahan volume gas di dalam labu. Prinsip kerja

termometer biasanya menggunakan sifat pemuaian zat cair. Jadi, pemuaian

adalah bertambahnya volume suatu zat akibat bertambahnya suhu zat. kenaikan

suhu untuk menaikan suhu suatu zat di perlukan kalor ( Q ), besarnya tergantung

jenis zatnya, banyaknya zat yang dipanaskan dan kenaikan suhu yang diinginkan

Suhu adalah suatu besaran pokok yang menyatakan ukuran derajat panas atau

dinginnya suatu benda.Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur

suhu dengan tepat dan dapat dinyatakan dengan angka. Termometer bekerja

dengan memanfaatkan sifat termometrik zat yang dijadikan pengisi termometer,

yaitu sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu.

Dalam bukunya Robert Briffault (1938) berjudul The Making of Humanity

disebutkan bahwa Ibnu Sina merupakan ilmuwan pertaman yang menggunakan

termometer udara untuk mengukur suhu.  Dalam kehidupan sehari-hari yang

banyak kita temukan adalah jenis termometer badan baik berupa termometer pipa

kapiler ataupun termometer digital. Termometer pipa kapiler yang menggunakan

merkuri dapat membeku pada suhu –40oC dan mendidih pada suhu 360oC.

Dengan demikian, bagaimana para ilmuwan dapat mengetahui suhu yang sangat

panas? Hal inilah yang mendorong para ilmuwan untuk terus melakukan inovasi

mebuat termometer yang lainnya. TERMOMETER 

1

BAB II

ISI

2.1. Jenis-Jenis Termometer Dalam Bidang Kesehatan Dan Teknologi

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu(temperatur),

ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal daribahasa Latin

thermo yang berarti  bahang  dan meter 

yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-

macam,yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa.

Gambar 1. Termometer Air Raksa

Termometer air raksa adalah termometer   yang dibuat dari air raksayang ditempatkan

pada suatu tabungkaca. Termometer ini terdiri atas tabung gelas tertutup yang berisi

cairanair raksa atau merkuri. Di tepi tabung terlihat garis-garis yang menunjukkan

skalatemperatur. Bila suhu meningkat, air raksa dalam tabung yang sempit itu akan

naik. Titik dimana air raksa tersebut berhenti naik menunjukkan berapa suhu tubuh si

pengguna saat itu.Termometer air raksa termasuk paling banyak digunakan. Mudah

didapat, harganya murahdan pengukurannya akurat. Sesuai dengan desain tabung

kaca termometer ini, posisi ujungair raksa sebagai penunjuk derajatnya akan berada

di posisi yang tetap kecuali kitamenggoyang-goyangkannya secara kuat.Penggunaan

air raksa sebagai bahan utama termometer karena koefisien muai air raksa terbilang

konstan sehingga perubahan volume akibat kenaikan atau penurunan suhuhampir

selalu sama. Namun ada juga beberapa termometer keluarga mengandung

alkoholdengan tambahan pewarna merah. Termometer ini lebih aman dan mudah

untuk dibaca Agar termometer bisa digunakan untuk mengukur suhu maka perlu

2

ditetapkan skalasuhu. Terdapat 2 skala suhu yang sering digunakan, antara lain skala

celcius dan skalaFahrenheit. Skala yang paling banyak digunakan saat ini adalah

skala celcius (nama lainskala celcius adalah skala centigrade. Centigrade = seratus

langkah). Skala Fahrenheit paling banyak digunakan di Amerika Serikat. Skala suhu

yang cukup penting dalam bidang sainsadalah skala mutlak alias skala Kelvin.Titik

tetap skala celcius dan skala Fahrenheit menggunakan titik beku dan titik didihair.

Titik beku suatu zat merupakan temperatur di mana wujud padat dan wujud cair

beradadalam keseimbangan (tidak ada perubahan wujud zat). Sebaliknya, titik didih

suatu zatmerupakan temperatur di mana wujud cair dan wujud gas berada dalam

keseimbangan. Perludiketahui bahwa titik beku dan titik didih selalu berubah

terhadap tekanan udara., karenanyatekanan perlu ditetapkan terlebih dahulu

Kegunaan dan Fungsi Termometer Air Raksa

Termometer air raksa adalah termometer merkuri (air raksa) terbungkus kaca

untuk mengukur suhu tubuh. Termometer raksa dapat merekam temperatur dari

mulut, ketiak ataudubur. Namun alat ini tidak lagi dianjurkan, karena dapat merusak

dan merkuri bisa terhirup.Terdapat banyak jenis termometer, tetapi prinsip kerjanya

sebenarnya sama. Biasanya, kitamemanfaatkan materi yang bersifat termometrik

(sifat materi yang berubah terhadaptemperatur). Maksudnya, kalau suhu materi

tersebut berubah, bentuk dan ukuran materitersebut juga ikut berubah. Kebanyakan

termometer menggunakan materi yang bisa memua.

ketika suhunya berubah. Termometer yang sering digunakan saat ini terdiri dari

tabung kaca,dimana terdapat alkohol atau air raksa pada bagian tengah tabung.

Ada 3 jenis termometer, yaitu termometer laboratorium, termometer klinis dan

termometer ruang. Termometer laboratorium

1. Termometer laboratorium

biasanya menggunakan zat cair raksa atau alkohol. Jika cairan tersebut bertambah

panas, cairan tersebut akan memuai sepanjang pipa berskala °C (Celcius).

Termometer ini biasanya ditemukan di laboratorium sekolah. Agar sensitif,

ukuran pipa tersebut harus dibuat sekecil mungkin (pipa kapiler). Agar

termometer cepat bereaksi terhadap perubahan suhu, dinding wadah cairan harus

dibuat tipis sehingga panas masuk ke cairan secara menyentuh ujung termometer.

2. Termometer klinis

3

Termometer klinis biasanya diperlukan sebagai keperluan pengobatan. Perawat

atau dokter dapat menunjukkan suhu badan pasien dalam waktu yang agak lama.

Tujuan dari termometer klinis adalah agar tidak terjadi kesalahan dalam .

Termometer klinis memiliki sebuah lekukan sempit di atas wadahnya. Ketika

digunakan untuk mengukur suhu tubuh pasien, raksa dalam wadah akan memuai

melewati lekukan sempit dan menunjukkan posisi suhu pasien yang diukur.

Ketika termometer dikeluarkan dari mulut / ketiak pasien, raksa tidak dapat

kembali lagi ke wadah karena celahnya terlalu sempit. Dengan demikian, kolom

raksa tetap menunjukkan suhu pasien sampai dokter selesai membaca suhunya.

Raksa dapat dikembalikan ke tempat semula dengan cara menggoyang-

goyangkan termometer selama beberapa kali.

3. Termometer ruang

Fungsi dari termometer ruang adalah untuk menguur suhu ruangan. Oleh

karena itu, termometer ini sering kita lihat dipasang pada dinding ruangan.

Karena suhu ruangan hampir tidak mungkin melebihi 50°C dan tidak mungkin

kurang dari -50°C, skala termometer ruang terbatas hanya dari skala -50°C

sampai dengan suhu 50°C.

jenis-jenis termometer yang ada sekarang ini:

1. Termometer pipa kapiler. Jangkauan ukur –40oC sampai dengan 360oC. Biasa

digunakan untuk termometer badan.

2. Termokopel. Jangkauan ukur –250oC sampai dengan 2600oC. Memiliki

akurasi yang kurang akurat tetapi pengukuran suhu yang relatif cepat.

4

Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah

perbedaan panas dalam benda yang diukur temperaturnya menjadi perubahan

potesial/ tegangan listrik (voltase). Termokopel paling cocok digunakan untuk

mengukur rentangan suhu yang luas,hingga 1800 K. Sebaliknya, kurang

cocok untuk pengukuran dimana perbedaan suhu yangkecil harus diukur

dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0–100 °C

dengankeakuratan 0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok.

Contoh PenggunaanTermokopel yang umum antara lain:Industri besi dan baja

Pengaman pada alat-alat pemanas

Untuk termopile sensor radiasi

Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.

Masih banyak termometer dengan jenis-jenis dan pengaplikasiannya yang

berbeda seperti,termometer basal, termometer digital, termometer alkohol,

termistor, termometer Galileo,dan lain-lain.

3. Hambatan Platina (RTD “ Resistance Termometer Devices) memiliki

jangkauan ukur –200oC sampai dengan 850oC. Tingkat

akurasi yang lebih  akuran tetapi kecepatan pengukuran

yang lambat.

4. Termistor. Memiliki jangkauan ukur –60oC sampai dengan

300oC. Tetapi kurang akurat dengan kecepatan respon 

pengukuran yang sedang.

5

5. Infra merah. Jangkauan ukur–50oC sampai dengan 3000oC. Tingkat akurasi

yang rendah tetapi respon pengukuran yang cepat.

 Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor,

yang mengubahenergi menjadi sinyalyang bisa ditunjukkan dalam unit

temperatur setelah disesuaikan dengan variasi temperaturlingkungan.

Konfigurasi fasilitas pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa

menyentuhobjek. Dengan demikian, termometer infra merah berguna

mengukur suhu pada keadaandimana termokopel atau sensor tipe lainnya

tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkansuhu yang akurat untuk

beberapa keperluan.Termometers Infrared dapat digunakan untukbeberapa

fungsi pengamatan temperatur. Beberapa contoh, antara lain:

Mendeteksi awan untuk sistem operasi teleskop jarak jauh.

Memeriksa peralatan mekanika atau kotak sakering listrik atau saluran

hotspot

Memeriksa suhu pemanas atau oven, untuk tujuan kontrol dan kalibrasi

Mendeteksi titik api/menunjukkan diagnosa pada produksi papan

rangkaian listrik

Memeriksa titik api bagi pemadam kebakaran

Mendeteksi suhu tubuh makhluk hidup, seperti manusia, hewan, dll.

6. Pyrometer. Jangkauan ukur >1000oC. Tingkat akurasi yang kurang tepat

dengan respon pengukuran yang sedang.

7. Termometer Alkohol:

 Thermometer alcohol digunakan untuk mengukur suhu yang

rendah karena titik beku alcoholsangat rendah. Titik beku

alcohol lebih rendah daripada air raksa.

6

Keuntungan:

1. Alkohol lebih murah dibandingkan raksa

2. Alkohol terliti, karena untuk kenaikana suhu yang kecil, alkohol

mengalami perubahan volumyang besar.

3. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (misalnya suhu di

daerah kutub) karena titikbeku alkohol sangat rendah yaitu -112 derajat

celcius.

Kerugian:

1. Alkohol memiliki titik didih rendah yaitu 78 derajat Celcius sehingga

pemakaiannya terbatas(antara lain tidak dapat mengukur suhu air ketika

mendidih.

2. Alkohol tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar

mudah dilihat .

3. Alkohol membasahi (melekat) pada dinding kaca.

8. Thermometer Maksimum-Minimum:

 Thermometer maksimim-minimum pertama kali dibuat oleh Six dan Bellani,

oleh karena ituthermometer ini sering disebut thermometer

Six Bellani. Cairan pengisinya adalah alkohol.Thermometer ini banyak

digunakan oleh para pengamat cuaca untuk mengamati suhu tertinggidan

terendah dalam satu hari. Prinsip kerjanya adalah jika suhu naik maka volume

alkohol akanbertambah dan saat suhu turun volumenya menyusut.

9. Termometer Klinis

 Thermometer jenis ini digunakan untuk mengukur suhu badan manusia.

Cairan yang digunakanuntuk mengisi

thermometer ini adalah raksa. Skala pada

thermometer klinis berkisar antara25ºC-42ºC.

angka skala tersebut digunakan karena suhu tubuh

manusia tidak mungkin kurangatau lebih dari angka itu. Tingkat ketelitian

thermometer klinis sangat tinggi mencapai 0,1ºC.Biasa digunakan para dokter

& perawat untuk mengukur suhu tubuh manusia.

10. Thermometer Bimetal

7

Jenis termometer lain yang biasa

digunakan adalah termometer yang

menggunakan lembaranbimetal (dua

logam yang jenisnya berbeda dan

kecepatan pemuaiannya juga berbeda).

Padasaat suhu meningkat, salah satu

logam mengalami pemuaian yang lebih besar dari logam lain.Akibatnya

keping tersebut melengkung. Biasanya keping bimetal berbentuk spiral, di

mana salahsatu ujung keping tetap, sedangkan ujung lain dihubungkan ke

penunjuk skala . Ketika suhuberubah, penunjuk akan berputar. Termometer

yang menggunakan lembaran bimetal biasanyadigunakan sebagai termometer

udara biasa, termometer ruangan, termometer oven dll.Termometer yang

lebih akurat alias lebih tepat, biasanya menggunakan sifat elektris

suatumateri. Misalnya termometer hambatan. Pada termometer hambatan,

biasanya diukurperubahan hambatan listrik suatu kumparan kawat tipis atau

silinder karbon atau kristalgermanium. Karena hambatan listrik biasanya

dapat diukur secara tepat, maka termometerhambatan bisa mengukur suhu

secara lebih tepat daripada termometer biasa.

11. TERMOMETER GALILEO

Termometer Galileo adalah termometer yang

dibuat dari air raksa yang ditempatkan pada

suatutabung kaca. Tanda yang dikalibrasi

pada tabung membuat temperatur dapat

dibaca sesuaipanjang air raksa di dalam gelas,

bervariasi sesuai suhu. Untuk meningkatkan

ketelitian, biasanya ada bohlam air raksa pada

ujung termometer yang berisi sebagian besar air raksa;pemuaian dan

penyempitan volume air raksa kemudian dilanjutkan ke bagian tabung yang

lebihsempit. Ruangan di antara air raksa dapat diisi atau dibiarkan kosong.

12. TERMISTOR

 Termistor (bahasa Inggris: thermistor) adalah alat

atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai

8

untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai

tahanan (atauhambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau

temperatur yang mengenai termistor iniberubah. Termistor ini merupakan

gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alatpengukur

tahanan).Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan

mendapat hak paten di AmerikaSerikat dengan nomor #2.021.491. Ada dua

macam termistor secara umum: Posistor atau PTC(Positive Temperature

Coefficient), dan NTC (Negative Temperature Coefficien). Nilai tahananpada

PTC akan naik jika suhunya naik, sementara NTC justru kebalikannya.

biasanya ada bohlam air raksa pada ujung termometer yang berisi sebagian

besar air raksa;pemuaian dan penyempitan volume air raksa kemudian

dilanjutkan ke bagian tabung yang lebihsempit. Ruangan di antara air raksa

dapat diisi atau dibiarkan kosong.

2.2. SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI KALOR

Kalor adalah merupakan tenaga yang ditransfer dari satu benda ke benda lain karena

beda temperatur. Dalam abad ke-17, Galileo, Newton dan ilmuan lain umumnya

mendukung teori ahli atom Yunani kuno yang mengganggap kalor merupakan wujud

gerakan molekuler. Pada abad berikutnya metode-metode dikembangkan untuk

melakukan pengukuran jumlah kalor yang meninggalkan atau masuk ke suatu benda

secara kuantitatif, dan ditemukan bahwa bila dua benda dalam kontak termis maka

jumlah kalor yang meninggalkan suatu benda sama dengan jumlah kalor yang

memasuki benda lainnya. Penemuan ini mengarah ke pengembangan teori yang

tampaknya berhasil tentang kalor sebagai zat materi yang kekal yaitu suatu fluida

yang tidak tampak yang disebut ”kalorik” yang tidak dapat diciptakan dan tidak

dapat dimusnahkan tetapi hannya mengalir keluar dari satu benda ke benda lain.

Teori ini cukup untuk menggambarkan transfer kalor, tetapi akhirnya ditinggalkan

ketika teramati bahwa kalorik dapat diciptakan tanpa batas lewat gesekan tanpa

hilangnya kalorik yang sama di suatu tempat lain. Dengan kata lain, prinsip

kekekalan kalorik terbukti salah.

Teori kalorik berlanjut menjadi teori pelopor tentang kalor yang bertahan 40 tahun

setelah pekerjaan Thomson, namun terori melemah sedikit demi sedikit karena makin

9

banyak teramati contoh tentang tidak kekalnya kalor. Teori mekanika tentang kalor

yang modern tidak muncul sampai tahun 1840 dalam pandangan ini, kalor adalah

tenaga yang di transfer dari sutu benda ke benda lain karena beda temperatur (tenaga

internal suatu sistem sering dinyatakan sebagai tenaga termis bila sistem yang panas

bersinggungan dengan sistem yang lebih dingin, tenaga internal ditransfer dari sistem

yang panas ke sistem yang dingin dalam bentuk kalor). Eksperimen pertama

dilakukan oleh James Joule (1818-1889) nenunjukkan bahwa munculnya atau

hilangnya sejumlah tenaga termis tertentu selalu diikuti hilangnya atau munculnya

sejumlah tenaga mekanik yang ekuivalen. Tenaga termis maupun tenaga mekanik

tidak ada yang kekal secara bebas, tetapi tenaga mekanik yang hilang selalu sama

dengan tenaga termis yang dihasilkan. Yang kekal adalah total tenaga

mekanik ditambah tenaga termis (Tippler, 1998:597-598).

Efek Panas

Efek panas terbagi dalam 3 bagian :

1. Fisik, Panas menyebabkan zat cair, padat dan gas mengalami pemuaian ke

segala arah

2. Kimia, kecepatan reaksi kimia akan meningkat dengan peningkatan

temperatur à reaksi oksidasi à Permeabilitas membran sel akan meningkat

sesuai dengan peningkatan suhu à pada jaringan akan terjadi peningkatan

metabolisme à peningkatan pertukaran zat kimia tubuh dalam cairan tubuh

3. Biologis, sumasi dari efek panas terhadap fisik dan kimia à peningkatan sel

darah putih, peradangan & dilatasi pembuluh darah à peningkatan sirkulasi

darah dan peningkatan tekanan kapiler & pH darah menurun

Energi panas dalam bidang kedokteran

Romans (600 a.d) : memakai minyak panas untuk memijat

Faure (1774) : mempergunakan “Hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang

disebabkan rheumatik

Roebereiner (1816) : Pemakaian sinar dalam bidang pengobatan

Reyn (1913) : Menggunakan sinar ungu ultra dalam irradiasi tubuh

Langevin (1917) : mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan

10

Penggunaan energi panas dalam pengobatan

1.Metode Konduksi :

Terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur antara kedua benda à panas

akan ditransfer dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin

a. Kantong air panas/botol berisi air panas à pengobatan nyeri (mis nyeri perut)

b. Handuk panas à pada daerah otot yang sakit (mis spasme otot)

c. Turkish bath/mandi uap à untuk penyegar, relaksasi otot

d. Mud packs/lumpur panas à mengkonduksi panas kedalam jaringan, mencegah

kehilangan panas tubuh

e. Wax bath/parafin bath à mentransfer panas pada tungkai bawah terutama

pada orang tua

f. Electric pads à melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau

plastik

à Untuk pengobatan penyakit neuritis, sprains, strain, contusio, sinusitis dan low

back pain

2. Metode Radiasi :

a. Electric fire

b. Infra merah

3. Metode elektromagnetis :

a. Short wave diathermy (Diatermi gelombang pendek)

b. Micro wave diathermy (gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi

yang sangat tinggi (frekuensi 900 MHz)

4. Gelombang ultrasonik à gelombang bunyi dengan frekuensi 1 MHz à lebih efektif

pada tulang dibanding dengan soft tissue karena tulang lebih banyak menyerap panas

Penggunaan energi dingin dalam pengobatan

Kriogenik : pengetahuan dan teknologi yang menghasilkan dan menggunakan

suhu yang sangat rendah

Kriobiologi : mempelajari efek suhu rendah pada bidang biologi atau

kedokteran

Penggunaan temperatur rendah dalam bidang kedokteran :

1. Penyimpanan darah (bank darah)

11

2. Penyimpanan sperma (Bank sperma)

3. Penyimpanan bone marrow (Sumsum tulang)

4. Penyimpanan jaringan tubuh lainnya

5. Penyimpanan obat-obatan

6. Pengobatan edema yang diakibatkan trauma akut dan sakit kepala à ice

bag/kantong es

7. Pengobatan nyeri dan bengkak lokal à kompres dingin

8. Operasi jaringan kanker

12