Ilustrasi sederhana sebuah termometer dengan kolom air raksa.
Ketika kita berpikir tentang pengukuran suhu, salah satu alat yang paling ikonik dan sering kita jumpai adalah termometer. Dan di balik kemampuannya mengukur panas dan dingin dengan akurat, terdapat elemen yang sangat penting: air raksa. Zat cair berwarna perak yang berkilau ini telah lama menjadi pilihan utama dalam pembuatan termometer karena sifat fisiknya yang unik. Mari kita selami lebih dalam mengenai air raksa di dalam termometer, keajaiban sains di balik benda sederhana ini.
Sejak dahulu kala, para ilmuwan dan penemu telah mencari material yang ideal untuk mengukur suhu. Berbagai zat telah dieksplorasi, namun air raksa (Hg) menawarkan kombinasi sifat yang sulit ditandingi oleh zat lain. Salah satu alasan utamanya adalah koefisien muai panjangnya yang relatif seragam di berbagai rentang suhu yang umum digunakan. Artinya, ketika suhu naik, air raksa akan memuai dengan proporsional, dan ketika suhu turun, ia akan menyusut dengan cara yang sama. Konsistensi ini sangat krusial untuk memastikan pembacaan suhu yang akurat pada skala termometer.
Selain itu, air raksa memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -38.83 derajat Celsius. Hal ini memungkinkannya untuk tetap dalam wujud cair bahkan dalam kondisi cuaca yang sangat dingin, menjadikannya cocok untuk pengukuran suhu di lingkungan yang bervariasi. Di sisi lain, titik didihnya cukup tinggi, yaitu 356.73 derajat Celsius, sehingga termometer berbasis air raksa dapat digunakan untuk mengukur suhu yang cukup panas sebelum zat tersebut menguap.
Sifat visualnya juga menjadi keuntungan tersendiri. Air raksa adalah logam cair yang berkilauan seperti perak. Warna ini membuatnya mudah terlihat di dalam tabung kaca termometer yang transparan, sehingga memudahkan pembacaan skala suhu. Keengganan air raksa untuk menempel pada kaca (adhesi rendah) juga membantu kolom cairannya bergerak naik turun dengan bebas di dalam tabung kapiler sempit.
Konstruksi termometer air raksa sebenarnya cukup sederhana namun sangat efektif. Bagian utamanya terdiri dari sebuah reservoir (gelembung) di bagian bawah yang berisi sejumlah air raksa. Reservoir ini terhubung ke sebuah tabung kapiler sempit yang tertutup di bagian atas. Di sepanjang tabung kapiler ini, terdapat skala suhu yang telah dikalibrasi.
Ketika termometer ditempatkan pada objek atau lingkungan yang suhunya ingin diukur, energi panas dari objek tersebut akan berpindah ke air raksa di dalam reservoir. Peningkatan energi ini menyebabkan molekul-molekul air raksa bergerak lebih cepat dan saling menjauh, sehingga air raksa memuai. Karena tabung kapiler sangat sempit, sedikit saja pemuaian air raksa akan menyebabkan kolom cairannya naik dengan signifikan.
Naiknya kolom air raksa ini kemudian dihubungkan dengan tanda pada skala suhu di sepanjang tabung kapiler. Bagian atas kolom air raksa menunjukkan perkiraan suhu yang diukur. Sebaliknya, jika suhu menurun, air raksa akan menyusut, dan kolom cairannya akan turun, menunjukkan suhu yang lebih rendah.
Meskipun efektif, air raksa adalah zat beracun jika tertelan atau terhirup uapnya. Oleh karena itu, penggunaan termometer air raksa, terutama termometer medis, semakin dibatasi di banyak negara dan digantikan oleh termometer digital atau termometer alkohol. Namun, untuk pengukuran suhu laboratorium atau aplikasi industri yang membutuhkan akurasi tinggi dalam rentang suhu yang luas, termometer air raksa masih sering digunakan dengan penanganan yang hati-hati.
Sebagai alternatif, termometer alkohol sering digunakan sebagai pengganti termometer air raksa, terutama untuk keperluan rumah tangga dan medis. Alkohol yang diwarnai biasanya digunakan agar mudah terlihat, dan ia juga memuai secara seragam. Namun, titik beku alkohol lebih rendah daripada air raksa, dan titik didihnya juga lebih rendah. Termometer digital, yang menggunakan sensor elektronik seperti termistor atau termokopel, kini menjadi pilihan paling populer karena kecepatan, keamanan, dan kemudahan penggunaannya.
Meski demikian, warisan air raksa di dalam termometer tetap tak ternilai. Zat cair perak ini telah menjadi simbol pengukuran suhu yang andal selama bertahun-tahun, memungkinkan kita untuk memahami dan mengendalikan lingkungan di sekitar kita dengan lebih baik.