Monday, 21 September 2015 Kalibrasi Suhu Hits: 2795

Apa itu panas? Ada sebagian orang yang kemudian berfilsafat bahwa tidak ada yang namanya keadaan dingin, itu terjadi hanyalah karena ketiadaan panas. Sampai wilayah ini bolehlah sesekali kita melatih otak berdiskusi berdebat. Tapi penting bagi kita sebagai praktisi di industri untuk membatasi wilayah pembicaraan pada sesuatu yang memang berkorelasi langsung terhadap nilai tambah pemanfaatannya di dunia industri. Pada aplikasi penggunaan panas -atau dingin- penting bagi kita untuk juga memahami apa itu. Tapi semakin jauh kita menggali akan semakin banyak pintu pertanyaan yang menghadang, disitulah kita harus bisa cermat untuk memutuskan berhenti ketika hal itu cukup bagi pemanfaatannya.

Para ilmuwan akademisi membuat pengertian suhu sebagai suatu besaran yang merepresentasikan gerakan molekular suatu bagian terkecil dari sebuah zat. Konon katanya gerakan itu bisa berupa rotasi atau vibrasi. Keadaan suhu sama atau setimbang dengan sekelilingnya -biasa kemudian kita mengenal istilah 'suhu kamar'- disebut sebagai gerakan molekular sebuah zat tersebut yang selaras dengan sekelilingnya. Sehingga tidak ada beda potensial yang bisa menimbulkan perbedaan tingkat energi zat itu dengan sekelilingnya.

Lalu ketika suatu zat tersebut, bagian terkecilnya bergerak, bergetar atau berotasi lebih hebat dibanding sekelilingnya, entah oleh sebab apa pun, disanalah ada beda tingkat energi. Perbedaan tingkat energi membuatnya untuk 'ingin' mengalirkan energi agar setimbang, dari yang tingkat energinya lebih tinggi ke tingkat yang energinya lebih rendah. Perpindahan energi inilah yang disebut sebagai 'Perpindahan Panas'. Jadi kalau dalam bahasa Indonesia kita perlu hati-hati menggunakan kata 'panas'. Karena dalam bahasa sono-nya agak dibedakan antara HEAT dan HOT.

Heat adalah kata benda yang merujuk pada 'Energi panas'. Sesuatu yang bisa 'mengalir', tentunya dari yang tingkat energinya lebih tinggi ke rendah. Sementara Hot adalah kata sifat, ketika badan kita mendeteksi sebuah zat yang memiliki tingkat energi molekular lebih tinggi dari badan kita, atau intrumen ukur yang kita miliki. Hot dalam hal ini adalah apa yang dirasakan karena pengaruh hal tersebut.

Dari logika diatas, kita tahu bahwa panas sebagai kata benda, sebagai energi, bahasa inggrisnya 'Heat', bisa mengalir, bisa berpindah. Orang kemudian membuat penyederhanaan proses perpindahan itu. Ada yang disebut Konduksi, dimana perpindahan panas melalui media benda padat. Kita bayangkan antara dua beda energi molekular tingkat zat itu dihubungkan dengan 'jembatan' benda padat sehingga energi panas mengalir. Ada yang disebut Konveksi, yaitu perpindahan panas melalui fluida, bisa benda cair atau gas, yang juga akan sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fluida lainnya misal tekanan, berat jenis, aliran. Dan yang terakhir adalah perpindahan energi panas ternyata juga bisa berpindah tanpa melalui keberadaan media. Disebut Radiasi. Dalam ruang hampa panas bisa juga berpindah seperti misal yang paling gamblang adalah fenomena panas matahari yang 'mengalir' sampai ke bumi.

Nah, dalam aplikasi di industri, pertanyaannya kemudian adalah bagaimana  kita bisa mengindera keadaan panas (kata sifat)? Atau keadaan dingin bila kebetulan zat yang kita 'rasa'-kan lebih rendah tingkat energi molekulernya dibanding sekitarnya atau dibanding alat penginderanya. Teknologi saat ini memiliki bermacam metoda mengindera panas itu, yaitu:

Mengindera panas dengan cara mendeteksi adanya perubahan fisis penginderanya. Seperti bimetal, alat ukut analog suhu. Memanfaatkan metode perpindahan panas konduksi, perubahan suhu yang bisa merubah sifat fisika suatu zat (misal dimensi). Perubahan dimensi ini yang dimanfaatkan untuk meggerakkan mekanisme sehingga bisa menunjuk angka suhu tertentu.

Penginderaan panas dengan melacak akibat perubahan sifat listrik penginderanya akibat perpindahan panas. Misalnya pada alat ukur thermokopel, thermistor. Mengalirnya panas pada alat pengindera membuatnya berubah sifat kelistrikannya (berubah tahanannya, menimbulkan beda potensial listrik). Sehingga perubahan ini yang kemudian diterima sebagai sinyal listrik dan dirubah dengan rangkaian kelistrikan menjadi penunjukkan angka digital tertentu.

Mengindera panas juga bisa dengan mendeteksi perubahan sifat kimia penginderanya. Biasanya dipakai pada alat ukur suhu yang bersifat kualitatif. Umumnya menjadikannya berubah warna yang kemudian diartikan pada tingkat suhu tertentu.

Satu lagi adalah mengindera dengan cara mendeteksi perubahan emisi radiasi panas. Misalnya pada alat ukur suhu Photo thermometer, mengukur suhu dengan tanpa menyentuh dengan menembakkan sinar dengan panjang gelombang tertentu, perubahan panjang gelombang sinar pantulannya yang ditangkap dan diterjemahkan sebagai suhu tertentu.

Tahap setelah penginderaan, maka kita butuh menciptakan skala sehingga suhu menjadi angka-angka yang bisa diolah secara matematis dan dimanfaatkan sehingga kita bisa membandingkan, mengolah, menetapkan, memperkirakan sehingga sebuah kondisi suhu bisa dimanfaatkan. Dalam urusan ini kita harus berterima kasih pada Kelvin, Celcius, Fahrenheit, Rankine dan Reaumur. Mereka membuat hidup kita lebih mudah dalam mengindera, mengukur sampai keluar angka-angka pada lingkup rentang pengukuran suhu dan penggunaan masing-masing.

Pitoyo Amrih

• < Prev