A. Termometer Gas

Diagram skematik suatu termometer gas (volume tetap) diperlihatkan dalam gambar

di bawah ini. Gas dimasukkan ke dalam tabung B (terbuat dari platina) yang

dihubungkan oleh pipa kapiler dengan kolom air raksa M.

Volume gas dipertahankan supaya tetap dengan mengatur tinggi kolom air raksa M

sampai permukaan air raksa menyentuh ujung jarum penunjuk dalam ruang buntu.

Perbedaan tinggi h diukur ketika tabung B dikelilingi oleh sistem yang akan diukur

suhunya.

Seiring berjalannya waktu, saat ini termometer yang paling banyak digunakan adalah

termometer air raksa. Permukaan air raksa dibuat sedatar mungkin dengan cara

memperlebar tabung, karena ruang buntunya tidak bergantung pada lebar. Posisi

permukaan air raksa diperoleh dengan memakainya sebagai salah satu keping

kapasitor, lalu mengukur kapasitasnya dengan memakai jembatan arus bolak-balik.

Balok sukat dipakai untuk mengukur perbedaan tinggi kedua kolom air raksa.

Tekanan dapat diukur dengan tepat sampai beberapa perpuluhribu milimeter air raksa

atau beberapa perratus pascal (1 Pa = 1 N/m2 = 10 dyne cm2.

B. Temperatur Gas Ideal

Apabila sejumlah gas dimasukkan ke dalam tabung (volume tetap) termometer gas

sehingga tekanannya PTP sebesar 120kPa ketika tabung itu dikelilingi oleh air pada

titik triplenya. Dengan mengusahakan agar V tetap, prosedur berikut ini dilakukan

1. Tabung dimasukkan ke dalam uap yang sedang mengembun pada tekanan

atmosfer baku; tentukan tekanan gas Ps dan hitung

2. Tentukan sebagian gas, sehingga harga PTP tunrun, katakanlah 60 kPa. Tentukan

harga Ps yang baru dan hitunglah harga baru

3. Teruskan pengurangan jumlah gas dalam tabung sehingga harga PTP dan PS,

bertambah kecil, jika, harga PTP menjadi 40 kPa, 20 kPa dan seterusnya. Pada

setiap harga PTP, hitunglah yang bersesuaian.

4. Gambarlah terhadap PTP dan tunjukkan kurva yang diperoleh sehingga

mencapai sumbu tempat PTP = 0. Bacalah grafik tersebut

Hasil dari beberapa pengujian seperti ini digambar dalam gambar dibawah ini

untuk tiga jenis gas, supaya dapat mengukur tidak hanya penguapan air

tetapi juga pada temperatur yang lain. Grafik ini menyampaikan informasi bahwa

meskipun pembacaan termometer (volume tetap) bergantung pada sifat gas pada

nilai normal dari PTP, semua jenis gas menunjuk pada temperatur yang sama,

ketika PTP diturunkan mendekati nol.

Jadi kita bisa mendefinisikan temperatur gas ideal menurut persamaan:

Walaupun skala temperatur gas ideal tak bergantung pada sifat jenis gas teretntu,

namun skala itu masih bergantung pada sifat gas umumnya. Helium adalah gas

yang paling berguna untuk terometrik karena dua alasan. Pada temperatur tinggi

helium tidak berdifusi melalui platina, sedangkan hidrogen mampu melaluinya. Di

samping itu, helium mencair pada temperatur yang lebih rendah daripada gas yang

lain, sehingga termometer helium dapat dipakai untuk mengukur temperatur lebih

rendah daripada yang biasa diukur oleh termometer gas yang lain.

Temperatur gas ideal terendah yang dapat diukur dengan termometer gas ideal

terendah yang dapat diukur dengan termometer gas ialah sekitar 0,5 K, jika kita

menggunakan 3He sebagai tekanan terendah. Pada temperatur T = 0 semua

aktivitas molekul terhenti merupakan pernyataan yang salah. Dalam mekanika

statistik diperlukan menghubungkan konsep makroskopik murni dair temperatur

dengan konsep gerak molekul, kita dapatkan bahwa mekanika statistik klasik

harus disempurnakan dengan pertolongan mekanika kuantum, sehingga molekul

zat pada nol mutlak mempunyai energi kinetik yang berhingga dan dikenal

sebagai energi titik nol.

C. Skala Temperatur Celcius

Skala temperatur celcius memakai derajat yang besarnya sama dengan skala

temperatur gas ideal, tetapi titik nolnya digeser sehingga temperatur Celcius titik

tripel air ialah 0,01 derajat celcius, atau disingkat menjadi 0,01oC. Jadi jika t

menyatakan temperatur celcius,

Dengan demikian temperatur celcius ts , yaitu temperatus pada waktu uap air

mengembun pada tekanan atosfer baku, ialah

Dan dari pembahasan dari gambar (2) dihasilkan

= 99,975oC

Pengukuran serupa yang dilakukan untuk titik beku menunjukkan bahwa temperatur

ini pada skala celcius ialah 0,00oC. Namun, perlu diperhatikan bahwa kedua

temperatur itu masih dipengaruhi ketidakpastian percobaan dalam penentuan titik

potong dengan cara penggambaran kurva. Satu-satunya temperatur Celcius yang

ditetpkan menurut definisinya ialah titik tripel.