Pemuaian Zat Padat

Pemuaian Zat Padat – Materi kali ini berhubungan dengan pemuaian zat, pemuaain zat yang akan dibahas di sini adalah pemuaian zat padat

Pernahkah kamu perhatikan, mengapa di siang hari yang panas aspal di jalan raya dapat retak-retak? Mengapa sambungan rel kereta api dibuat renggang? Pemasangan kaca juga diberi jarak? Hal ini tentu sangat berhubungan dan berkaitan dengan peristiwa pemuaian dan penyusutan zat. Suatu benda umumnya akan mengalami pemuaian apabila dipanaskan dan mengalami penyusutan saat didinginkan.Pemuaian Zat Padat

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

a. Muai panjang

muai panjang

Keterangan

L          = panjang setelah pemanasan atau pendinginan (m) atau (cm)
L0       = panjang awal (m) atau (cm)
α          = koefisien muai panjang ( /°C )
t1          = suhu mula-mula ( °C )
t2          = suhu akhir ( °C )
 

b. Muai luasmuai luas

Keterangan

A         = luas setelah pemanasan atau pendinginan (m²) atau (cm²)
A0        = luas awal (m2) atau (cm2)
β          = koefisien muai luas ( /oC )
t1          = suhu mula-mula ( oC )
t2          = suhu akhir ( oC )
 
Catatan
 
β = 2 α
 
 

c. Muai volumemuai luas

Keterangan

 
V         = volume setelah pemanasan atau pendinginan (m³) atau (cm³)
V0        = volume awal (m³) atau (cm³)
γ          = koefisien muai volume ( /°C)
t1          = suhu mula-mula (°C)
t2          = suhu akhir (°C)
 
Catatan
 
γ = 3 α
 
Koefisien muai panjang berbagai jenis zat padat
No
Jenis zat Koefisin muai
panjang ( /°C )
1
2
3
4
5
6
7
8
Aluminium
Perunggu
Baja
Tembaga
Kaca
Pirek
Berlian
Grafit
0,000024
0,000019
0,000011
0,000017
0,000009
0,000003
0,000001
0,000008

Contoh Soal

Nomor 1

Panjang sebatang alumunium pada suhu 0 oC adalah 2 meter. Koefisien muai panjang alumunium 2,35 . 10-5 /oC. Panjang alumunium pada suhu 50 oC adalah…

a. 2,0 m

b. 2,01 m

c. 2,002 m

d. 2,00235 m

e. 2,0047 m

Pembahasan:

Diketahui:

T0 = 0 oC

T1 = 50 oC

L0 = 2 m

α = 2,35 . 10-5 /oC

Ditanya: L1 = …

Jawab:

Terlebih dahulu hitung perubahan panjang.

ΔL = L0 . α . ΔT = 2 m . 2,35 . 10-5 /oC . (50 0C – 0 oC)

ΔL = 4,7 m . 10-5 /oC . 50 oC = 235 . 10-5 m = 0,00235 m

Menghitung L1

ΔL = L1 – L0

L1 = ΔL + L0 = 0,00235 m + 2 m = 2,00235 m

Jawaban: d

Nomor 2

Pada saat dilakukan pemasangan rel kereta api suhu udara sekitar adalah 27 oC. Panjang tiap batang rel adalah 1,75 meter. Suhu tertinggi yang pernah dicatat di daerah itu adalah 37 oC. Jika koefisien muai panjang besi 1,2 . 10-5 /oC, maka jarak antar rel pada waktu pemasangan agar rel tidak bengkok adalah…

a. 1,2 . 10-5 m

b.1,75 . 10-5 m

c. 1,75 . 10-4 m

d. 2,1 . 10-5 m

e. 2,1 . 10-4 m

Pembahasan:

Diketahui:

T0 = 27 oC

T1= 40 oC

L0 = 1,75 m

α = 1,2 . 10-5 /oC

Ditanya: ΔL = …

Jawab:

ΔL = L0 . α . ΔT = 1,75 . 1,2 . 10-5 /oC (37 oC – 27 oC)

ΔL = 2,1 . 10-5 /oC . 10 oC = 2,1 . 10-4 m

Jawaban: e

Nomor 3

Sebatang baja pada suhu 20 oC panjangnya 100 cm. Kemudian memuai sehingga panjangnya menjadi 100,1 cm. Jika koefisien muai panjang baja 10-5 /oC maka suhu akhir baja tersebut adalah…

a. 20 oC

b. 80 oC

c. 100 oC

d. 120 oC

e. 200 oC

Pembahasan:

Diketahui:

T0 = 20 oC

L0 = 100 cm

L1 =100,1 cm

α = 10-5 /oC

Ditanya: T1 = …

Jawab:

Terlebih dahulu hitung ΔL.

ΔL = L1 – L0 =100,1 cm – 100 cm = 0,1 cm

Menghitung ΔT

ΔL = L0 . α . ΔT

Menghitung T1

ΔT = T1 – T0

T1 = ΔT + T0 = 100 oC + 20 oC = 120 oC

Jawaban: d

Pemuaian Zat Padat | Admin | 4.5
Leave a Reply