BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Metrologi merupakan ilmu yang mempelajari pengukuran besaran - besaran fisika. Metrologi dibagi menjadi tiga kategori, yaitu metrologi legal, metrologi ilmiah dan metrologi industri. Akar dari semua cabang metrology adalah metrologi ilmiah, yang berkaitan dengan penelitian dan studi fenomena alam yang mendasari proses pengukuran. Hasil dari metrologi ilmiah adalah pengetahuan tentang metode metode pengukuran yang benar, cara menganalisis hasil pengukuran dan terbentuknya suatu standar pengukuran yang dapat diandalkan sehingga didapatkan nilai pengkuran yang benar. Standar ukuran dapat berupa suatu angka standar dengan satuannya seperti pada Standar Internasional (SI). Salah satu satuan yang sering digunakan dalam pengukuran adalah satuan suhu dengan kelvin sebagai satuan dasar SI. Nilai acuan standar skala suhu adalah 237,16 K atau 0,016 o C yang didapatkan dari keadaan titik tripel dari air. Titik tripel air merupakan suatu keadaan kesetimbangan antara fase air berupa uap, es dan cairan. Keadaan titik tripel air dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, volume dan tekanan. Hal ini biasa diproyeksikan pada diagram p v t yang dapat mempermudah pembacaan keadaan jika salah satu faktornya berubah nilai. Berdasarkan hal ini, dapat diketahui bahwa tekanan mempengaruhi nilai titik tripel air. Acuan pengukuran standar skala suhu adalah International Temperature Scale (ITS) tahun Pada ITS 90 berisi beberapa titik tetap (fix point) yang dijadikan sebagai angka acuan pengukuran internasional. Beberapa contoh titik tetap yang diperoleh adalah titik lebur gallium yang bernilai 302,9146 K, titik tripel dari oksigen dengan nilai 54,3584 K dan lain lain. Pengukuran titik tripel air dilakukan pada tekanan 1 atm dengan nilai suhu dan kelembaban yang tidak diketahui. 1

2 2 Pada ITS 90, pengukuran titik tripel air menggunakan suatu tabung silinder yang terbuat dari kaca. Alat tersebut merupakan alat khusus yang digunakan untuk mengukur titik tripel air dengan memasukkan es serut ke dalam tabung kaca bagian dalam dan air pada tabung kaca bagian luar. Selain ITS 90, standar skala suhu juga ditentukan berdasarkan OIML R133 yang menyebutkan bahwa selain titik tripel air, titik beku (ice point) air juga digunakan sebagai acuan standar skala suhu. Cara pengukuran titik beku air terdapat pada panduan teknik nomor 1 Measurement Standard Laboratory (MSL) Ice point dengan mengukur es batu yang diserut menggunakan termometer standar. Pengukuran titik tripel air berdasarkan ITS 90 dilakukan pada tekanan 1 atm. Secara teori, nilai 1 atm hanya dapat diperoleh pada daerah di bawah garis lintang dan bersuhu 0 o C. Berdasarkan hal itu, dapat dipastikan bahwa penlitian ITS 90 dilakukan pada suatu ruangan terkondisi dan dibuat keadaan bertekanan udara 1 atm. Jika ditinjau dari metode pengukuran titik tripel air maupun titik beku, kondisi lingkungan sangat mempengaruhi nilai pengukuran. Suhu lingkungan, tekanan udara, kelembaban udara dan ketinggian suatu tempat merupakan faktor faktor yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Nilai tekanan udara pada setiap daerah memiliki perbedaan. Hal ini disebabkan oleh tekanan udara menggambarkan gaya per satuan luas pada suatu ketinggian tertentu. Udara memiliki massa meskipun sangat kecil, namun karena jumlahnya yang sangat banyak massa udara tidak bisa dianggap ringan. Berat udara ini menekan permukaan bumi sehingga terjadilah tekanan udara. Selain tekanan udara, suhu juga dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Semakin tinggi daerah tersebut, maka suhu akan semakin rendah, begitu pula sebaliknya. Perubahan suhu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti sudut datang sinar matahari, letak lintang dan ketinggian tempat. Jika suhu di suatu tempat semakin tinggi, maka kandungan uap air di udara akan semakin kecil. Kondisi lingkungan yang saling terpaut inilah yang dapat menyebabkan kesalahan pada pengukuran titik tripel air. Akan tetapi titik tripel air sebagai standar skala suhu internasional seharusnya dapat dilakukan kembali pengukurannya oleh setiap masyarakat dan pada kondisi

3 3 apapun. Oleh sebab itu, peneliti ingin mengetahui pengaruh perbedaan tekanan udara pada titik tripel air sebagai standar internasional skala temperatur. Hasil pengukuran seharusnya tidak mengalami perubahan nilai dimanapun dilakukan pengukuran Rumusan Masalah Adapun permasalahan yang dirumuskan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut. a. Penelitian titik tripel air dilakukan pada lingkungan yang terkondisi dan tidak terkondisi (udara terbuka) dengan sel air maupun aquades. b. Pengukuran standar skala suhu dapat dilakukan berdasarkan ITS 90 atau MSL. c. Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran titik tripel air adalah tekanan udara, suhu lingkungan, ketinggian tempat dan kelembaban udara Batasan Masalah a. Penelitian dilakukan dengan kondisi lingkungan tidak terkondisi (udara terbuka) dan menggunakan air jenis aquades yang dikeluarkan LPPT UGM. b. Pengukuran titik tripel air berdasarkan metode MSL. c. Pengukuran berfokus pada pengaruh tekanan udara pada titik tripel air dengan memvariasikan lima tempat dengan ketinggian tempat yang berbeda beda di lingkungan Yogyakarta. 1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan yang hendak dicapai pada penelitian ini adalah : a. Mengetahui pengaruh tekanan udara lingkungan tidak terkondisi pada titik tripel air.

4 4 b. Mengetahui kestabilan nilai titik tripel air pada lingkungan yang tidak terkondisi dan sel air yang berbeda sebagai standar pengukuran titik tripel air. c. Mengetahui kestabilan hasil pengukuran titik tripel air dengan metode MSL. Manfaat yang hendak dicapai pada penelitian ini adalah : a. Dapat diketahuinya pengaruh tekanan pada tripel point air. b. Dapat diketahuinya ketetapan standar titik tripel sebagai skala temperatur pada pengukuran dengan lingkungan tidak terkondisi dan berbeda sel air. c. Dapat diketahuinya ketetapan nilai titik tripel air dengan metode pengukuran yang berbeda. 1.5 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan pada waktu dan tempat sebagai berikut : Februari 2017 : Lab LPPT UGM Februari 2017 : Daerah UII sampai Gardu Pandang 27 Februari 3 Maret 2017 :Daerah Jalan Parangtritis sampai Pantai Parangtritis 6 20 Maret 2017 : Evaluasi Penelitian Maret 2017 :Penelitian Kembali pada daerah LPPT UGM, UII dan Pantai Parangtritis. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi dalam bab bab sebagai berikut. 1. BAB I Pendahuluan Bab ini berisikan mengenai latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitan dan sistematika penulisan.

5 5 2. BAB II Tinjauan Pustaka Pada bab ini dijelaskan mengenai uraian mengenai penelitian terdahulu yang berkaitan dengan penelitian pada tugas akhir ini. Terdapat uraian dari 4 sumber, dengan refernsi penelitian tertua pada tahun 1987 dan terbaru pada tahun BAB II Dasar Teori Bab ini menjelaskan teori teori yang mendukung penelitian ini. Terdapat penjelasan mengenai alat ukur termometer dan macam - macamnya, skala standar ITS 90, titik tripel air, tekanan udara dan alat ukurnya, suhu lingkungan dan kelembaban. 4. BAB IV Metode Penelitian Pada bab ini dijelaskan mengenai waktu dan tempat dilakukannya penelitian, alat dan bahan yang digunakan, langkah langkah penelitian, bagan alir dan rumus rumus yang digunakan untuk analisis data seperti rata rata, standar deviasi, ketidakpastian standar, ketidakpastian drift, ketidakpastian perulangan dan ketidakpastian homogenitas media pengukuran. 5. BAB V Data Hasil dan Pembahasan Bab ini berisikan data data pengukuran yang sudah didapat dan menjelaskan kejadian kejadian yang terjadi selama melakukan penelitian. 6. BAB VI Kesimpulan dan Saran Pada bab terkahir ini berisikan kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan saran untuk penelitian selanjutnya. 7. Daftar Pustaka Bab ini berisi daftar referensi yang digunakan dalam penelitian dan penulisan laporan. 8. Lampiran Pada bab ini berisi tentang dokumen dokumen pendukung penelitian.