Pemuaian Zat | Ipa

Pemuaian yakni bertambahnya ukuran suatu benda lantaran efek perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda lantaran mendapatkan kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas. Pemuaian pada zat padat ada 3 jenis yaitu pemuaian panjang (untuk satu demensi), pemuaian luas (dua dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi). Sedangkan pada zat cair dan zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja, khusus pada zat gas biasanya diambil nilai koefisien muai volumenya sama dengan 1/273.

 1. Pemuaian Zat Padat
Alat yang dipakai untuk menyelidiki pemuaian zat padat disebut muschen broek. Dalam
eksperimen yang dilakukan menawarkan bahwa hampir semua benda padat apabila dipanaskan mengalami perubahan panjang, luas dan volume. 

a. Muai panjang
Muai panjang yakni bertambahnya ukuran panjang suatu benda lantaran mendapatkan kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja yakni kawat kecil yang panjang sekali.
Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Berikut beberapa koefisien muai panjang benda padat.
Koefisien muai panjang banyak sekali jenis zat padat
No.
Jenis zat
Koefisin muai panjang ( /°C )
1.
 Aluminium
0,000024/°C
2.
 Perunggu
0,000019/°C
3.
 Baja
0,000011/°C
4.
 Tembaga
0,000017/°C
5.
 Kaca
0,000009/°C
6.
 Pirek
0,000003/°C
7.
 Berlian
0,000001/°C
8.
 Grafit
0,000008/°C
Secara matematis persamaan yang dipakai untuk memilih pertambahan panjang benda sehabis dipanaskan pada suhu tertentu adalah
L = Lo { 1 + α ( t2 – t1 ) }
Keterangan
L     = panjang sehabis pemanasan atau pendinginan (m) atau (cm)
L o  = panjang awal (m) atau (cm)
α     = koefisien muai panjang ( /°C )
t1    = suhu mula-mula ( °C )
t2    = suhu final ( °C )

Contoh Soal:
Panjang sebatang alumunium pada suhu 0° C yakni 100 cm. Berapa panjang pada suhu 100° C, bila angka koefisien muai panjangnya 0,000024/° C ?
Pembahasan :
Diketahui  : 
L0= 100 cm
t1 = 0°C
t2 = 100°C
α  = 0,000024/°C
Ditanya : L
Jawab : 
L = Lo { 1 + α ( t2 – t1 ) }
L = 100 { 1 + 0,000024 (100 - 0)
   =100{ 1 + 0,000024 x 100}
   = 100 {1,0024)
   = 100,24
Jadi, panjang sebatang alumunium = 100,24 cm
b. Muai luas
Muai luas yakni pertambahan ukuran luas suatu benda lantaran mendapatkan kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas yakni lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.
Seperti halnya pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas yakni luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena bahwasanya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.   Untuk memilih pertambahan luas dan volume final dipakai persamaan sebagai berikut :
A = Ao { 1 + β ( t2 – t1 ) }
Keterangan
A   = luas sehabis pemanasan atau pendinginan (m2) atau (cm2)
Ao = luas awal (m²) atau (cm²)
β    = koefisien muai luas ( /°C )
t1  = suhu mula-mula ( °C )
t2  = suhu final ( °C )
Catatan
β = 2α 
Contoh Soal :
Suatu plat aluminium berbentuk persegi dengan panjang sisi 20 cm pada suhu 25°C. Koefisien muai panjang aluminium 0,000024/°C. Tentukan pertambahan luas plat tersebut kalau dipanasi sampai suhu 125°C !
Pembahasan :
Diketahui  : 
A0= 20 x 20 =400 cm²
t1 = 25°C
t2 = 125°C
β = 2 α  =2 x 0,000024/°C
              = 0,000048
Ditanya : A
Jawab : 
A = Ao { 1 + β ( t2 – t1 ) }
A = 400 { 1 + 0,000048 (125 - 25)
   = 400{ 1 + 0,000048 x 100}
   = 400 {1,0048)
   = 101,92
Jadi, luas plat alumunium = 101,92 cm
c. Muai volume
Muai volume dalah pertambahan ukuran volume suatu benda lantaran mendapatkan kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume yakni kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi lantaran itu untuk memilih koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang. 
Persamaan yang dipakai untuk memilih pertambahan volume dan volume final suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelum. Hanya saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah
V = Vo { 1 + γ ( t2 – t1 ) }
Keterangan
V   = volume sehabis pemanasan atau pendinginan (m³) atau (cm³)
Vo = volume awal (m³) atau (cm³)
γ    = koefisien muai volume ( /°C)
t1  = suhu mula-mula (°C)
t2  = suhu final (°C)
Catatan
γ = 3α
Contoh Soal :
Sebuah bola tembaga pada suhu 15°C volumenya 1 m³. Berapakah volume tembaga itu pada suhu 100°C ? Koefisien muai ruang tembaga = 0,000017 /°C.
Pembahasan :
Diketahui  : 
V0= 1 m³
t1 = 15°C
t2 = 100°C
γ = 3α = 3 x 0,000017 
             = 0,000051 /°C
Ditanya : V
Jawab : 
V = Vo { 1 + γ ( t2 – t1 ) }
V = 1 { 1 + 0,000051 (100 - 15)
   =  1 { 1 + 0,000051 x 85 }
   =  1 {1,004335)
   = 1, 004335
Jadi, ruang tembaga sehabis memuai = 1, 004335 m³
2. Pemuaian Zat Cair
Alat yang dipakai untuk menyelidiki pemuaian zat cair disebut labu didih. Sifat utama zat cair yakni menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. Oleh lantaran itu zat cair hanya mempunyai muai volume saja. Secara matematis rumus pemuaian zat cair sebagai berikut
V2 = V1( 1 + γ x Δt)
Keterangan
V2  = volume sehabis pemanasan atau pendinginan (m³) atau (cm³)
V1  = volume awal (m³) atau (cm³)
γ    = koefisien muai volume ( /°C)
t1   = suhu mula-mula (°C)
t2   = suhu final (°C)
Δt  = t2 - t1

Berikut beberapa koefisien muai volume zat cair.
Koefisien muai volume zat cair
No.
Jenis zat
Koefisin muai volume ( /°C )
1.
 Air raksa
0,00018/°C
2.
 Aseton
0,00150/°C
3.
 Air
0,00021/°C
4.
 Bensin
0,00095/°C
Contoh Soal
Roni memanasi air sebanyak 10 liter dari suhu 10°C menjadi 60°C. Jika koefisien muai ruang air 0,00021/°C, hitung volume air sehabis dipanaskan !
Pembahasan :
Diketahui  : 
V1= 10 liter
t1 = 10°C
t2 = 60°C
Δt = t2 - t1 = 60 - 50 = 10
γ = 0,00021/°C
Ditanya : V2
Jawab : 
V2 = V1( 1 + γ x Δt)
     = 10 ( 1 + 0,00021 x 50 )
     = 10 ( 1 + 0,0045 )
     = 10 x 1,045
     = 10, 45
Jadi, volume air sehabis dipanaskan = 10,45 liter
3. Pemuaian Zat Gas
Alat yang dipakai untuk menyelidiki pemuaian gas disebut dilatometer. Salah satu perbedaan antara zat gas dengan zat padat dan cair yakni volume zat gas sanggup diubah-ubah dengan mudah. Misal, sebuah tabung gas elpiji. Di dalam tabung gas tentu akan mengadakan tekanan pada dinding tabung. Tekanan ini disebabkan oleh gerakan partikel gas. Gas akan mengalami pemuaian apabila dipanaskan. Peristiwa pemuaian pada zat gas gampang diamati daripada pemuaian pada zat padat. Pemuaian pada zat gas ditunjukkan oleh gelembung-gelembung udara yang keluar dari dalam pipa kapiler yang ada pada labu didih.

Tiga hal yang perlu diperhatikan pada zat gas yakni volume, tekanan dan suhu.
a. Untuk volume terhadap perubahan suhu pada tekanan tetap
V = Vo { 1 +  γp ( t2 – t1 ) }
Keterangan
V = volume gas pada suhu t ( m³ )
Vo = volume gas mula-mula ( m³ )
γp = koefisien muai gas pada tekanan tetap ( /°C)
t1 = suhu mula-mula ( °C )
t2 = suhu final ( °C )

b. Tekanan terhadap perubahan suhu pada volume tetap
P = Po { 1 + γv ( t2 – t1 ) }
Keterangan
P = tekanan gas pada suhu t ( m³ )
Po= tekanan gas mula-mula ( m³ )
γv = koefisien muai gas pada volume tetap ( /°C)
t1 = suhu mula-mula ( °C )
t2 = suhu final ( °C )

 c. Muai volume gas
V = Vo ( 1 + t/273 )
Dari hasil eksperimen yang dilakukan ternyata koefisien muai untuk semua jenis gas yakni sama yaitu 1/273 /K atau 0,00367 /K.

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Jaringan Tema Kelas I | Kurikulum

Image
Jaringan Tema Kelas I. Salah satu langkah dalam penyusunan pembelajaran tematik ialah menciptakan rangcangan pembelajaran untuk memadukan mata pelajaran menjadi sebuah tema yang menarik dan terpadu, sehingga pada ketika pembelajaran membawa penerima didik ke dalam suasana yang sesuai dengan imajinasinya. Pembelajaran yang sesuai dengan abjad pola pikir tak dirasakan adanya kotak-kotak mata pelajaran. Tema diubahsuaikan dengan abjad lingkungan dan wilayah penerima didik sebagai daya tarik tersendiri. Membuat jaringan tema merupakan bab integral dari model pembelajaran terpadu yang banyak dipakai remaja ini. Lebih spesifik lagi, pembuatan jaringan tema merupakan implementasi dari penerapan pembelajaran terpadu model Webbed. Pembelajaran terpadu model Webbed ialah pembelajaran yang memakai pendekatan tematik. Pendekatan ini pengembangannya dimulai dengan menetukan tema tertentu. Tema sanggup ditentukan dengan negosisasi guru dan siswa, tetapi sanggup pula diskusi sesama guru. Setela...
Read more

Pemasangan Tkk | Pramuka

Image
Dalam kepramukaan, Tanda Kecakapan Khusus (TKK) yakni tanda yang diberikan kepada penerima bimbing sebagai bentuk apresiasi atas kemampuan seorang penerima bimbing dalam suatu bidang tertentu. TKK bersifat opsional bagi penerima didik, sehingga seorang penerima bimbing sanggup mempunyai TKK yang berbeda dari penerima bimbing lain. TKK jumlahnya ketika ini mencapai puluhan, dan kemungkinan akan ditambah seiring dengan kemajuan teknologi.  Untuk memperoleh suatu TKK, seorang Pramuka harus bisa menuntaskan Syarat Kecakapan Khusus dalam bidang tersebut.  Penggunaan dan pemasangan Tanda Kecakapan Khusus ( TKK ) dengan ketentuan sebagai berikut. Peserta bimbing yang telah berhasil menuntaskan SKK mendapat tanda kecakapan ( TKK ). Apabila penerima bimbing telah menuntaskan SKK tingkat purwa maka TKK tingkat madya yang disematkan terdahulu (Bentuk bingkai Lingkaran ) diganti dengan TKK tingkat purwa ( bentuk bingkai persegi empat  ), demikian pula apabila telah mencapai SK...
Read more

Masa Praaksara | Ips

Image
Sejak insan muncul di muka bumi ini, insan belum  langsung mengenal tulisan. Manusia membutuhkan proses  waktu yang sangat usang untuk mengenal goresan pena dan  kemampuan membaca. Ketika insan belum mengenal tulisan  maka zaman itu disebut masa praaksara, sedangkan ketika  manusia sudah mengenal goresan pena dan kemampuan membaca  disebut masa sejarah.  Secara garis besar, seluruh kurun waktu sejarah dibagi  menjadi: Masa praaksara (prehistory) merupakan zaman manusia  belum mengenal tulisan. Masa pra-aksara dimulai sejak  adanya kehidupan di permukaan muka bumi hingga  manusia mengenal tulisan. Masa sejarah/aksara masa dimana insan sudah mengenal  tulisan. Kurun waktunya merentang semenjak manusia  mengenal goresan pena hingga sekarang. Pembedaan  masa praaksara dan masa sejarah didasarkan pada fakta apakah  manusia sudah mengenal tulisan-menulis atau belum.  Kita sanggup mengetahui kehidupan mas...
Read more