Transcript BAB IV

BAB IV
Pengertian
Pemuaian Zat
adalah bertambahnya ukuran suatu zat
karena pengaruh perubahan suhu
Pemuaian dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu :
1. Ukuran awal
2. Kenaikan suhu
3. Jenis Zat
Macam Pemuaian Zat
Pemuaian Zat Padat
Pemuaian Zat Padat
1. Pemuaian Panjang
2. Pemuaian Luas
3. Pemuaian Volume
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Gas
Pemuaian Gas
Pemuaian Volume
Pemuaian Volume
Pemuaian Panjang
Pemuaian Panjang
adalah bertambahnya ukuran panjang
suatu benda karena menerima kalor
Pemuaian panjang dipengaruhi oleh :
1. Panjang awal benda ( lo)
2. Perubahan suhu (ΔT)
3. Koefisien muai panjang bahan (α)
• Koefisien muai panjang dipengaruhi oleh
jenis bahan
• Alat yang digunakan untuk menyelidiki
pemuaian benda padat yang berbentuk
batang adalah alat Musschenbrock.
lo
Δl
l
Gambar 1.1 Muai panjang pada batang
• Secara matematis, pertambahan panjang (Δl)
dinyatakan oleh :
l  lo T
…pers. 1
• Dimana :
∆l : pertambahan panjang (m)
α : koefisien muai panjang ( /oC atau /K)
lo : panjang awal (m)
∆T : perubahan suhu (oC atau K)
l  lo  l
… pers. 2
• Dengan memasukkan pers. 1 ke dalam pers.2
maka didapatkan panjang batang setelah
dipanaskan (l)
l  lo (1  T )
Dengan
T
To
T  T  To
= suhu akhir
= suhu awal
… pers. 3
Contoh Soal
• Pada suhu 30oC panjang batang
tembaga adalah 2 m. Jika koefisien
muai panjang tembaga 0,00017/oC,
maka panjang tembaga itu pada suhu
80oC adalah ….
• Penyelesaian :
• Diketahui :
lo  2m
  0,000017/ C
o
T  80o C
To  30o C
T  T  To  80o C  30o C  50o C
• Ditanya : l = … ?
• Jawab :
l  lo (1  T )
l  2m(1  (0,000017/ o C )(50o C ))
l  2m(1  0,00085)
l  2m(1,00085)
l  2,0017m
• Jadi panjang tembaga adalah 2,0017 m
» Gambar 1.2 Muai Luas suatu plat
Pemuaian Luas
Secara matematis dirumuskan sebagai
berikut :
A  Ao T
Dengan :
Ao
∆A
β
∆T
= luas awal benda (m2)
= pertambahan luas (m2)
= koefisien muai luas (/oC atau /K)
β =2α
= perubahan suhu (oC atau K)
A  AO  A
… pers. 2
• Dengan memasukkan pers. 1 ke dalam pers.2
maka didapatkan LUAS BENDA setelah
dipanaskan (A)
A  AO (1  T )
… pers. 3
– Gambar 1.3 Muai Volume Benda
Pemuaian Volume
Secara matematis dirumuskan sebagai
berikut :
V  VO T
Dengan :
Vo
∆V
γ
∆T
= volume awal benda (m3)
= pertambahan volume (m3)
= koefisien muai luas (/oC atau /K)
γ =3α
= perubahan suhu (oC atau K)
V  VO  V
… pers. 2
• Dengan memasukkan pers. 1 ke dalam pers.2
maka didapatkan VOLUME BENDA setelah
dipanaskan (V)
V  VO (1  T )
… pers. 3
Contoh Soal
• Volume benda pada suhu 27oC adalah
100cm3. Jika α = 0,000012/oC, maka
volume benda itu pada suhu 127oC
adalah …
• Penyelesaian :
• Diketahui :
Vo  100cm3
T  127o C
  0,000012/ o C
To  27o C
  3  3(0,000012/ o C
T  T  To  127o C  27o C  100o C
  0,000036/ o C
• Ditanya : V = … ?
• Jawab :
V  VO (1  T )
V  100cm3 (1  (0,000036/ o C )(100o C ))
V  100cm3 (1  0,0036)
V  100cm3 (1,0036)
V  100,36cm3
– Jadi volume gas sekarang adalah 100,36 cm3
Pemuaian Zat Padat dalam
Kehidupan Sehari-hari
1.
Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api
2. Pemasangan kaca jendela / pintu
dibuat bercelah
3. Jembatan logam
dibuat bercelah
4. Kawat telepon/
kawat listrik
dipasang kendor
Keping bimetal
Adalah dua logam yang dikeling menjadi satu
Keterangan gambar:
a. Pada suhu normal, bimetal lurus
b. Pada saat dipanaskan, bimetal melengkung ke arah
logam yang mempunyai koefisien muai panjang (α)
yang lebih kecil
c. Pada saat didinginkan, bimetal melengkung ke arah
logam yang mempunyai α lebih besar
Pemuaian Zat cair
• Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian
zat cair disebut labu didih
• Anomali air
adalah sifat keanehan / ketidakteraturan pada
air
0o-4oC : volume air
menyusut
> 4oC : volume air
memuai
• Pemuaian pada zat cair adalah
pemuaian volume :
V  VO (1  T )
dengan :
V
Vo
∆V
γ
∆T
= volume akhir benda (m3)
= volume awal benda (m3)
= pertambahan volume (m3)
= koefisien muai volume
(/oC atau /K)
γ =3α
= perubahan suhu (oC atau K)
Contoh Soal
• Pada suhu 5oC volume minyak tanah 1l.
Jika γ = 0,000955/oC. Volume minyak
tanah pada 105oC adalah …
• Penyelesaian :
• Diketahui :
Vo  1l
T  105o C
To  5o C
  0,000955/ o C T  T  To  105o C  5o C  100o C
• Ditanya : V = … ?
• Jawab :
V  VO (1  T )
V  1l (1  (0,000955/ o C )(100o C ))
V  1l (1  0,0955)
V  1l (1,0955)
V  1,0955l
– Jadi volume gas sekarang adalah 1,0955l
Pemuaian Gas
Alat yang digunakan untuk menyelidiki
pemuaian gas disebut dilatometer
Koefisien muai volume (γ) untuk semua
jenis gas adalah sama, yaitu sebesar
1
o

0
,
0037
/
C
o
273 C
• Pemuaian pada gas adalah pemuaian
volume :
V  VO (1  T )
dengan :
V
Vo
∆V
γ
∆T
= volume akhir gas (m3)
= volume awal gas (m3)
= pertambahan volume (m3)
= koefisien muai volume gas
(0,0037/oC atau 0,0037/K)
= perubahan suhu (oC atau K)
Contoh Soal :
• Volume gas pada 0oC adalah 10 liter. Jika
gas tersebut dipanaskan sampai 90oC dan
koefisien muai gas 0,0037/oC, maka
volume gas sekarang adalah…
• Penyelesaian :
• Diketahui :
Vo  10l
T  90o C
To  0o C
  0,0037/ o C
T  T  To  90o C  0o C  90o C
• Ditanya : V = … ?
• Jawab :
V  VO (1  T )
V  10l (1  (0,0037/ o C )(90o C ))
V  10l (1  0,333)
V  10l (1,333)
V  13,33l
– Jadi volume gas sekarang adalah 13,33l