Instrumen untuk Mengukur Suhu

Untuk membantu dalam studi cuaca dan fenomena lainnya, para ilmuwan menggunakan termometer untuk mengukur suhu. Termometer datang dalam berbagai jenis termasuk cairan-dalam-kaca, resistensi dan radiasi inframerah. Setiap jenis menawarkan keuntungan yang berbeda seperti biaya, kecepatan, presisi dan kisaran suhu.

Termometer cairan dalam gelas adalah salah satu instrumen yang paling umum digunakan saat ini untuk mengukur suhu. Seperti namanya, instrumen ini terdiri dari bola kaca yang berisi cairan khusus. Di atas bohlam adalah batang yang memiliki skala yang ditandai untuk mengukur suhu. Cairan yang dipilih untuk termometer mengembang dan menyusut secara signifikan sebagai respons terhadap perubahan suhu, sehingga mereka menunjukkan suhu sebagai posisi pada skala batang. Selama bertahun-tahun, merkuri adalah cairan yang umum digunakan untuk mengukur suhu, meskipun untuk keamanan alasan pembuat termometer telah menghapusnya demi alkohol dan zat lain yang lebih rendah toksisitas. Daniel Gabriel Fahrenheit menemukan termometer air raksa dalam gelas, yang mencakup kisaran suhu minus 38 hingga 356 derajat Celcius (minus 36,4 hingga 672,8 derajat Fahrenheit).

Saat arus listrik mengalir melalui kabel, mereka menyebar satu sama lain dan batas-batas kawat. Ini adalah fenomena yang dikenal sebagai hambatan listrik, dan nilainya terkait dengan suhu. Termometer resistansi biasanya menggunakan kawat platinum karena tidak menimbulkan korosi atau bereaksi dengan udara pada berbagai suhu. Kawat biasanya dililit menjadi kumparan dan ditempatkan di dalam tabung keramik. Termometer resistansi memiliki resolusi yang jauh lebih besar daripada jenis cairan dalam gelas dan berpotensi mengukur perubahan hingga seperseribu derajat.

Termometer gas volume konstan terdiri dari wadah dengan jumlah gas tetap di dalamnya. Termometer bekerja berdasarkan prinsip bahwa perubahan tekanan gas sebanding dengan perubahan suhu gas. Sensor tekanan di dalam wadah mendeteksi tekanan, dan elektronik kalibrasi mengubah nilai ini menjadi pengukuran suhu. Termometer volume konstan biasanya menggunakan udara sebagai gas untuk pengukuran yang dilakukan mendekati suhu kamar. Jika pengukuran membutuhkan suhu yang sangat rendah, helium digunakan sebagai gantinya, karena memiliki titik didih mendekati nol mutlak.

Semua benda memancarkan radiasi infra merah dengan intensitas yang kira-kira sebanding dengan suhunya. Termometer radiasi terdiri dari serangkaian optik yang memfokuskan cahaya inframerah ke detektor elektronik khusus. Detektor biasanya semikonduktor seperti silikon, yang menghasilkan arus listrik sebanding dengan intensitas radiasi inframerah. Perangkat menghitung suhu secara elektronik. Keuntungan utama dari termometer radiasi adalah potensi untuk mengukur suhu suatu benda dari kejauhan. Mereka juga dapat mengukur suhu lebih cepat daripada dengan metode lain. Beberapa termometer inframerah memiliki penglihatan laser, untuk mengarahkan perangkat secara akurat ke objek tertentu.