Mengkalibrasi Termometer Menggunakan Dua Titik Tetap Celsius

Pilih tabung kaca kapiler berlubang sempit sepanjang sekitar 30 cm, disegel di satu ujung, dengan reservoir bola kecil yang ditiup di ujung yang disegel. Raksa mengembang secara linear terhadap suhu dalam rentang ini, membuatnya ideal untuk skala pembagian sama. Celsius menggunakan raksa daripada alkohol karena raksa tidak membasahi kaca dan memiliki koefisien ekspansi yang hampir linear antara 0°C dan 100°C.

Panaskan bola kaca dengan lembut untuk mengembangkan udara yang terperangkap, lalu balikkan ujung terbuka ke dalam wadah raksa. Saat bola mendingin, tekanan atmosfer mendorong raksa naik ke dalam tabung. Ulangi sampai bola dan sebagian tabung terisi kolom raksa yang kontinu tanpa gelembung udara.

Setelah terisi, segel ujung terbuka tabung kapiler dengan melelehkan kaca menggunakan api. Kolom raksa kini terperangkap dalam sistem tertutup. Udara yang tersisa di atas raksa menciptakan vakum parsial (vakum Torricelli) yang tidak akan mempengaruhi pembacaan dalam rentang 0–100°C.

Isi gelas kimia borosilikat dengan es yang dihancurkan dan tambahkan air suling secukupnya untuk mengisi celah antar potongan es. Aduk perlahan. Ini menciptakan kesetimbangan stabil pada tepat 0°C (titik es) — selama es padat dan air cair berkoeksistensi, suhu tetap konstan terlepas dari suhu sekitar.

Celupkan bola raksa sepenuhnya ke dalam campuran es-air. Tahan stabil selama minimal 5 menit agar raksa mencapai kesetimbangan sepenuhnya. Kolom raksa akan menyusut dan menetap pada level yang stabil — ini adalah referensi titik beku Anda.

Dengan raksa yang sepenuhnya seimbang, gunakan penggores ujung berlian atau spidol permanen halus untuk menggores garis referensi pada tabung kaca tepat di puncak kolom raksa. Dalam skala asli (terbalik) Celsius, ia memberi label titik ini 100°. Dalam konvensi modern, ini adalah 0°C.

Sebelum menetapkan titik didih, periksa barometer raksa. Tekanan atmosfer standar adalah 760 mmHg (101,325 kPa). Celsius mendokumentasikan bahwa titik didih air bergeser sekitar 0,037°C per mmHg perubahan tekanan — sehingga deviasi 27 mmHg menggeser titik didih sekitar 1°C.

Isi labu Florence setengahnya dengan air suling dan letakkan di dudukan cincin di atas pembakar alkohol. Pasang klem untuk menahan tabung termometer sehingga bola raksa berada di ruang uap tepat di atas permukaan air — tidak terendam dalam cairan. Suhu uap sama dengan titik didih secara lebih andal daripada cairan itu sendiri.

Nyalakan pembakar alkohol dan panaskan air hingga mencapai didihan yang berkelanjutan dan kuat. Tunggu hingga didihan stabil — gelembung awal mungkin udara terlarut yang keluar, bukan pendidihan sebenarnya. Didihan bergulir di mana gelembung besar terus naik dari dasar menunjukkan air telah mencapai titik didihnya.

Dengan termometer ditempatkan di kolom uap, tunggu 3–5 menit hingga raksa berhenti naik dan stabil. Suhu uap seragam dan sama dengan titik didih.

Gores atau tandai garis referensi kedua di puncak kolom raksa. Dalam skala terbalik asli Celsius, ia memberi label ini 0°. Dalam konvensi modern, ini adalah 100°C. Jika barometer berbeda dari 760 mmHg, catat titik didih aktual dan terapkan koreksi.

Menggunakan penggaris presisi atau jangka, ukur jarak tepat dalam milimeter antara tanda titik beku dan tanda titik didih. Jarak ini mewakili interval fundamental — perubahan suhu 100 derajat.

Hitung panjang setiap derajat dengan membagi interval total dengan 100. Menggunakan jangka yang diatur pada jarak ini, tandai setiap derajat di sepanjang tabung dari titik beku ke titik didih. Untuk keterbacaan praktis, buat setiap tanda ke-10 lebih panjang (ini adalah puluhan: 10°, 20°, 30°… 90°) dan setiap tanda ke-5 panjang menengah.

Lanjutkan jarak yang sama di bawah tanda beku (suhu negatif) dan di atas tanda didih sejauh tabung memungkinkan. Termometer raksa andal dari sekitar −39°C (titik beku raksa sendiri) hingga sekitar 356°C (titik didih raksa).

Letakkan termometer yang sudah selesai kembali ke penangas es-air dan konfirmasi bahwa raksa sejajar tepat dengan tanda 0°C. Jika tidak, tabung mungkin bergeser selama penanganan, atau tanda aslinya tidak tepat.

Kembalikan termometer ke kolom uap di atas air mendidih. Konfirmasi bahwa raksa sejajar dengan tanda 100°C (setelah koreksi barometrik). Jika kedua titik referensi benar, termometer telah dikalibrasi dengan benar. Metode Celsius mencapai akurasi sekitar ±0,1°C.

Pasang tabung bergraduasi pada strip penyangga kayu, kuningan, atau gading menggunakan ikatan kawat atau semen. Ukir atau cetak skala numerik pada penyangga dengan angka derajat yang jelas terbaca. Termometer abad ke-18 biasanya menggunakan skala kuningan atau kayu pinus.

Celsius menetapkan 0° untuk didih dan 100° untuk beku — kebalikan dari konvensi modern. Alasannya diperdebatkan: satu teori adalah ia ingin menghindari angka negatif pada suhu musim dingin Swedia (Uppsala secara teratur mencapai −20 hingga −30°C). Skala dibalik ke bentuk modernnya setelah kematian Celsius pada 1744, kemungkinan oleh Carl Linnaeus atau pembuat instrumen Daniel Ekström. Pada 1948, Konferensi Umum ke-9 tentang Berat dan Ukuran secara resmi mengganti nama 'centigrade' menjadi 'Celsius'.