Carakerjanya adalah ketika batang logam dipanaskan, batang tersebut akan memuai sehingga mendorong jarum skala musschenbroek yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang. Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang awal benda, koefisien muai panjang benda, dan besarnya kenaikan suhu. Pemuaianpanjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Rumus muai panjang adalah sebagai berikut ® Contoh Soal. a. Suatu batang logam pada suhu 10°C memiliki panjang 100 cm. Tentukan panjang tersebut pada suhu 300°C Semakinbesarnya jarak antar partikel direpresentasikan oleh adanya pertambahan ukuran zat padat, baik itu pertambahan panjang, luas, ataupun volume. a Pemuaian Panjang Sebuah benda atau zat padat yang berbentuk batang tipis (seperti kawat logam yang berdiameter kecil) ketika dipanaskan akan mengalami perubahan panjang ke arah panjangnya Jikasebuah batang mempunyai panjang mula-mula lo, koefisien muai panjang (α), suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi lt dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan sebagai berikut. lt = lo + ∆l Karena ∆l = l1α×∆T, maka persamaan (1) menjadi seperti berikut. lt = lo(1 + α × ∆T) Keterangan: PengertianPemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda akibat adanya kenaikan suhu zat tertentu. Pemuaian dapat terjadi pada jenis zat cair, zat gas maupun zat padat. Besarnya pemuaian zat pada benda tergantung dari ukuran benda pertamanya, kenaikan suhu dan jenis zatnya. Efek dari pemuaian zat bermanfaat pada suatu pengembangan Tm6Uxu. Pemuaian adalah peristiwa bertambah besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda padat tersebut. Kenaikan suhu yang terjadi, menyebabkan benda itu mendapat tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat. Pemuaian dapat terjadi dalam tiga kondisi, yaitu pemuaian panjang hanya dialami zat padat, pemuaian luas hanya dialami zat padat dan pemuaian volume dialami zat padat, cair dan gas. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang kumpulan contoh soal dan pembahasan tentang pemuaian panjang, luas dan volume. Namun sebelum itu, kita ringkas dahulu rumus-rumusnya, yaitu sebagai berikut. Rumus Pemuaian Panjang Suatu benda yang mula-mula memiliki panjang L0 kemudian dipanaskan hingga terjadi perubahan suhu sebesar T, maka panjang akhir benda L setelah pemanasan dirumuskan sebagai berikut. L = L01 + αT ….…… Pers. 1 Keterangan L = panjang benda saat dipanaskan m L0 = panjang benda mula-mula m α = koefisien muai linear/panjang /oC T = perubahan suhu oC Rumus Pemuaian Luas Suatu benda yang mula-mula memiliki luas A0 kemudian dipanaskan hingga terjadi perubahan suhu sebesar T, maka luas akhir benda A setelah pemanasan dirumuskan sebagai berikut. A = A01 + βT ….…… Pers. 2 Keterangan A = luas benda saat dipanaskan m2 A0 = luas benda mula-mula m2 β = 2α = koefisien muai luas /oC T = perubahan suhu oC Rumus Pemuaian Volume Suatu benda yang mula-mula memiliki volume V0 kemudian dipanaskan hingga terjadi perubahan suhu sebesar T, maka volume akhir benda V setelah pemanasan dirumuskan sebagai berikut. V = V01 + γT ….…… Pers. 3 Keterangan V = luas benda saat dipanaskan m3 V0 = luas benda mula-mula m3 γ = 3α = koefisien muai volume /oC T = perubahan suhu oC Pemuaian Volume pada Gas Berdasarkan proses pemanasannya, pemuaian volume yang dialami zat gas dibedakan dalam tiga jenis kondisi, yaitu sebagai berikut. 1. Pemuaian Volume pada Tekanan Tetap Isobarik Pada tekanan tetap, volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas itu. Pernyataan itu disebut Hukum Gay-Lussac. Secara matematik dapat dinyatakan V ~ T Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut. V = tetap atau V1 = V2 … Pers. 4 T T1 T2 2. Pemuaian Tekanan Gas pada Volume Tetap Isokhorik Pada volume tetap tekanan gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Pernyataan itu disebut juga dengan hukum Gay-Lussac. Secara matematik dapat dinyatakan sebagai berikut. P ~ T Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut. P = tetap atau P1 = P2 … Pers. 5 T T1 T2 3. Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap Isotermis pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Pernyataan itu disebut hukum Boyle. Salah satu penerapan hukum Boyle yaitu pada pompa sepeda. Dari hukum Boyle tersebut, diperoleh PV = tetap atau P1V1 = P2V2 ………. Pers. 6 Jika pada proses pemuaian gas terjadi dengan tekanan berubah, volum berubah dan suhu berubah maka dapat diselesaikan dengan persamaan hukum Boyle - Gay Lussac, dimana PV = tetap atau P1V1 = P2V2 … Pers. 7 T T1 T2 Contoh Soal dan Pembahasan 1. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C? Penyelesaian Diketahui L0 = 1000 cm T = 50 °C α = 12 × 10-6 °C-1 lihat di tabel koefisien muai panjang Ditanyakan L = ...? Jawab L = L01 + αT L = L0 + L0αT L – L0 = L0αT L = L0αT L = 1000 × 12 × 10-6 × 50 L = 0,6 cm Jadi, pertambahan panjang benda tersebut sebesar 0,6 cm. 2. Pada suhu 30oC sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90oC dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/oC, maka tentukan luas pelat besi tersebut! Penyelesaian Diketahui A0 = 10 m2 T0 = 30oC T = 90oC T = T – T0 = 90 – 30 = 60oC α = 0,000012/oC β = 2α = 2 × 0,000012/oC = 0,000024/oC Ditanyakan A = …? Jawab A = A01 + β × T A = 101 + 0,000024 × 60 A = 101 + 0,00144 A = 10 × 1,00144 A = 10,0144 m2 Jadi, luas pelat besi setelah dipanaskan adalah 10,0144 m2. 3. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25oC. Jika koefisien muai panjang bejana 2 × 10-5/oC, maka tentukan volume bejana pada suhu 75oC! Penyelesaian Diketahui γ = 3α = 3 × 2 × 10-5/oC = 6 × 10-5/oC T = 75oC – 25oC = 50oC V0 = 1 L Ditanyakan V = …? Jawab V = V01 + γ × T V = 11 + 6 × 10-5 × 50 V = 11 + 3 × 10-3 V = 11 + 0,003 V = 1 × 1,003 V = 1,003 liter Jadi, volume bejana setelah dipanaskan adalah 1,003 liter. 4. Pada suhu 20oC, panjang kawat besi adalah 20 m. Berapakah panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC jika koefisien muai panjang besi 1,1 × 10-5/oC? Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC L0 = 20 m α = 1,1 × 10-5 C-1 Ditanyakan L = …? Jawab L = L0 [1 + αT – T0] L = 20[1 + 1,1 × 10-5100 – 20] L = 20[1 + 1,1 × 10-580] L = 201 + 8,8 × 10-4 L = 201 + 0,00088 L = 201,00088 L = 20,0176 m Jadi, panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC adalah 20,0176 m. 5. Sekeping aluminium dengan panjang 40 cm dan lebar 30 cm dipanaskan dari 40oC sampai 140oC. Jika koefisien muai panjang aluminium tersebut α adalah 2,5 × 10-5 oC, tentuan luas keping aluminium setelah dipanaskan. Penyelesaian Diketahui A0 = 40 cm × 30 cm = cm2 β = 2α = 22,5 × 10-5 oC = 5 × 10-5 oC T = 140oC – 40oC = 100oC Ditanyakan A = …? Jawab A = A01 + βT A = + 5 × 10-5 × 100 A = + 5 × 10-3 A = + 0,005 A = A = 1206 cm2 Jadi, luas penampang aluminium setelah dipanaskan adalah 1206 cm2. 6. Sebuah besi bervolume 1 m3 dipanaskan dari 0oC sampai Jika massa besi pada suhu 0oC adalah kg dan koefisien muai panjangnya 1,1 ×10-5/oC, hitunglah massa jenis besi pada suhu Penyelesaian Diketahui V0 = 1 m3 γ = 3α = 31,1 × 10-5 = 3,3 × 10-5/oC ρ = kg/m3 T = 1000oC – 0oC = 1000oC Ditanyakan massa jenis besi setelah dipanaskan Jawab □ Volume besi setelah dipanaskan adalah V = V01 + γT V = 1[1 + 3,3 × 10-51000] V = 11 + 3,3 × 10-2 V = 11 + 0,033 V = 11,033 V = 1,033 m3 □ Setelah dipanaskan, volume benda berubah tetapi massanya tetap. Jadi, massa jenis besi menjadi kg/m3. 7. Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. Apabila koefisien muai panjang kuningan adalah 19 × 10-6/K, tentukan pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10oC sampai 40oC? Penyelesaian Diketahui L0 = 1 m T = 40oC – 10oC = 30oC = 303 K α = 19 × 10-6/K Ditanyakan L = …? Jawab L = L0αT L = 1 × 19 × 10-6 × 303 L = 5,76 × 10-3 L = 0,00576 m Jadi, pertambahan panjang kuningan setelah temperaturnya naik menjadi 4oC adalah 5,76 mm. 8. Sebuah batang aluminium memiliki luas 100 cm2. Jika batang aluminium tersebut dipanaskan mulai dari 0oC sampai 30oC, berapakah perubahan luasnya setelah terjadi pemuaian? Diketahui α = 24 × 10–6/K. Penyelesaian Diketahui A0 = 100 cm2 = 1 m2 ΔT = 30oC – 0oC = 30oC = 303 K β = 2α = 48 × 10–6/K Ditanyakan A = …? Jawab ΔA = A0βΔT ΔA = 1 m2 × 48 × 10–6/K × 303 K ΔA = 0,0145 m2 Jadi, perubahan luas bidang aluminium setelah pemuaian adalah 145 cm2. 9. Sebuah bola yang memiliki volume 50 m3 jika dipanaskan hingga mencapai temperatur 50oC. Jika pada kondisi awal, kondisi tersebut memiliki temperatur 0oC, tentukanlah volume akhir bola tersebut setelah terjadi pemuaian diketahui α = 17 × 10-6/K. Penyelesaian Diketahui V0 = 50 m3 T = 50oC – 0oC = 50oC = 323 K γ = 3α = 317 × 10-6/K = 51 × 10-6/K Ditanyakan V = …? Jawab V = γV0T V = 51 × 10-650323 V = × 10-6 V =0,82 m3 Pertambahan volume adalah selisih volume akhir dengan volume mula-mula. Maka volume akhirnya adalah sebagai berikut. V = V – V0 V = V + V0 V = 0,82 m3 + 50 m3 V = 50,82 m3 Jadi, volume akhir bola setelah pemuaian adalah 50,82 m3. 10. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50oC ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60oC? Penyelesaian Diketahui L01 = 80 cm L02 = 50 cm T1 = 50oC T2 = 60oC L1 = 5 mm Ditanyakan L2 = …? Jawab Karena jenis bahan sama besi, maka α1 = α2 4000L2 = 5 × 3000 4000L2 = 15000 L2 = 15000/4000 L2 = 3,75 mm 11. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 30oC. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100oC. Jika αtembaga = 1,8 × 10-5/oC dan γ air = 4,4 × 10-4/oC. Berapa volume air yang tumpah saat itu? Penyelesaian Diketahui V0 tembaga = V0 air = 100 cm3 T = 100oC – 30oC = 70oC α tembaga = 1,8 × 10-5/oC γ tembaga = 3α = 3 × 1,8 × 10-5 = 5,4 × 10-5/oC γ air = 4,4 × 10-4/oC Ditanyakan V air yang tumpah = …? Jawab Untuk tembaga Vt = V01 + γT Vt = 1001 + 5,4 × 10-5 × 70 Vt = 1001 + 3,78 × 10-3 Vt = 1001 + 0,00378 Vt = 1001,00378 Vt = 100,378 cm3 Untuk air Vt = V01 + γT Vt = 1001 + 4,4 × 10-4 × 70 Vt = 1001 + 3,08 × 10-2 Vt = 1001 + 0,0308 Vt = 1001,0308 Vt = 103,08 cm3 Jadi, volume air yang tumpah adalah sebagai berikut. V air tumpah = Vt air – Vt tembaga V air tumpah = 103,08 – 100,378 V air tumpah = 2,702 cm3 12. Gas dalam ruang tertutup mempunyai tekanan 1 cmHg. Jika kemudian gas tersebut ditekan pada suhu tetap sehingga volum gas menjadi 1/4 volum mula-mula, berapa tekanan gas yang terjadi? Penyelesaian Diketahui P1 = 1 atm V2 = 1/4 V1 Ditanyakan P2 = …? Jawab P1V1 = P2V2 1V1 = P21/4V1 V1 = 1/4V1P2 P2 = 4 atm 13. Pada suhu 0oC suatu logam mempunyai panjang 75 cm. Setelah dipanasi hingga shu 100oC, panjangnya menjadi 75,09 cm. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut? Penyelesaian Diketahui L = 75,09 cm = 0,7509 m L0 = 75 cm = 0,75 m T = 100oC T0 = 0oC Ditanyakan α = …? Jawab Untuk mencari koefisien muai panjang logam tersebut, kita gunakan persamaan berikut. α = 0,7509 – 0,75 0,75100 – 0 α = 1,2 × 10-5/oC Jadi, koefisien muai panjang tembaga tersebut adalah 1,2 × 10-5/oC. 14. Sebuah plat yang terbuat dari aluminium dengan luas mula-mula 40 cm2 mempunyai suhu 5oC. Apabila plat tersebut dipanaskan hingga 100oC, berapakah pertambahan luas aluminium tersebut? Penyelesaian Diketahui α = 2,4 × 10-5 /oC β = 2α = 4,8 × 10-5 /oC A0 = 40 cm2 = 0,004 m2 T0 = 5oC T = 100oC T = 100 – 5oC = 95oC Ditanyakan A = …? Jawab Untuk mencari pertambahan luas plat, kita dapat menggunakan persamaan berikut. A = βA0T A = 4,8 × 10-5 × 4 × 10-3 × 95 A = 1,82 × 10-5 m2 Jadi, pertambahan luas plat aluminium tersebut adalah 1,82 × 10-5 m2. 15. Volume air raksa pada suhu 0oC adalah 8,84 cm3. Jika koefisien muai volume air raksa adalah 1,8 × 10-4/oC, berapakah volume air raksa setelah suhunya dinaikkan menjadi 100oC? Penyelesaian Diketahui V0 = 8,84 cm3 γ = 1,8 × 10-4/oC T = 100 – 0 = 100oC Ditanyakan V = …? Jawab Untuk mencari V, kita dapat menggunakan rumus V = V01 + γT V = 8,84[1 + 1,8 × 10-4100] V = 8,841 + 1,8 × 10-2 V = 8,841 + 0,018 V = 8,841,018 V = 8,99 cm3 Jadi, volume air raksa setelah dipanaskan menjadi 8,99 cm3. 16. Sebatang pipa besi pada suhu 20oC mempunyai panjang 200 cm. Apabila pipa besi tersebut dipanasi hingga 100oC dan koefisien muai panjangnya 1,2 × 10-5/oC, hitunglah pertambahan panjang pipa besi tersebut. Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC L0 = 200 cm = 2 m α = 1,2 × 10-5/oC Ditanyakan L = …? Jawab Untuk mencari pertambahan panjang besi yaitu sebagai berikut. L= αL0T L = 1,2 × 10-5 × 2 × 100 – 200 L = 1,92 × 10-3 m Jadi, pertambahan panjang pipa besi tersebut adalah 1,92 mm. 17. Sebatang besi dengan panjang 4 m dan lebar 20 cm bersuhu 20oC. Jika besi tersebut dipanaskan hingga mencapai 40oC, berapakah luas kaca setelah dipanaskan? α = 12 × 10-6 /oC Penyelesaian Diketahui A0 = 4 × 0,2 = 0,8 m2 ΔT = 40 – 20oC = 20oC α = 12 × 10-6 /oC → β = 24 × 10-6 /oC Ditanya A = ... ? Jawab ΔA = βA0ΔT ΔA = 24 × 10-60,820 ΔA = 384 × 10-6 m2 ΔA = 0,384 × 10-3 m2 Luas besi setelah dipanaskan adalah sebagai berikut. A =A0 + ΔA A = 0,8 + 0,384 × 10-3 A = 800 × 10-3 + 0,384 × 10-3 A = 800,384 × 10-3 m2 A = 0,800384 m2 Dengan demikian, luas batang besi setelah dipanaskan adalah 0,800384 m2. 18. Volume gas pada suhu 27oC adalah 300 cm3. Berapakah volume gas jika suhunya diturunkan menjadi 15oC pada tekanan sama? Penyelesaian V0 = 300 cm3 T0 = 27oC T = 15oC Ditanyakan V saat 15oC Jawab Untuk mencari volume pada suhu 15oC, kita dapat menggunakan persamaan berikut. V = 300 1 + 1 15 – 27 273 V = 300[1 + -0,044] V = 3000,956 V = 286,8 cm3 Jadi, volume gas saat bersuhu 15oC adalah 286,8 cm3. 19. Suatu gas volumenya 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m3. Jika energi yang dikeluarkan gas tersebut 3 × 105 joule dan suhu semula sebesar 150 K. Hitunglah a Tekanan gas tersebut b Suhu akhir gas tersebut Penyelesaian Diketahui V1 = 0,5 m3 V2 = 2 m3 W = 3 × 105 joule T1 = 150 K Ditanyakan P dan T2 Jawab a kita tahu bahwa usaha/energi adalah gaya dikali perpindahannya, sedangkan tekanan adalah gaya persatuan luas penampang. W = Fs Karena P = F/A, maa F = PA sehingga W = PAs As menghasilkan perubahan volume sehingga W = PV P = W/V P = 3 × 105/2 – 0,5 P = 3 × 105/1,5 P = 2 × 105 N/m2 b untuk panas pada tekanan tetap V/T = konstan V1/T1 = V2/T2 T2 = V2T1/V1 T2 = 2 × 150/0,5 T2 = 300/0,5 T2 = 600 K 20. Tentukan dimensi dari konstanta gas R Jawab PV = NRT R = [M][L]-1[T]-2[L]3 [N][θ] R = [M][L]2[T]-2[N]-1[θ]-1 A. Muai Panjang Pemuaian zat terjadi ke segala arah, sehingga panjang, luas, dan ukuran volume zat akan bertambah. Untuk zat padat yang bentuknya memanjang dan berdiameter kecil, sehingga panjang benda jauh lebih besar daripada diameter benda seperti kawat, pertambahan luas dan volume akibat pemuaian dapat diabaikan. Dengan demikian, hanya pertambahan ukuran panjang yang diperhatikan. Pemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat disebut muai panjang. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang zat padat adalah Musschenbroek. Gambar 2. Musschenbroek adalah alat untuk menyelidiki muai panjang zat Alat ini mengukur muai panjang zat berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi tetap, sehingga ujung yang lain dapat bergerak bebas, ujung yang bebas akan mendorong sebuah jarum yang menunjuk ke skala saat memuai. Besar pemuaian dapat dilihat dari skala yag ditunjuk jarum. Makin besar pemuaian, maka makin besar perputaran jarum pada skala. Gambar 3. Sebuah batang logam sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan Tiga batang logam yang dipanaskan Pertambahan panjang suatu zat secara fisis 1. Berbanding lurus dengan panjang mula-mula 2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu 3. Bergantung dari jenis zat Pertambahan panjang suatu zat secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan panjang, dalam satuan meter = panjang mula-mula, dalam satuan meter = koefisien muai panjang, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C Pertambahan panjang setiap zat berbeda-beda bergantung pada koefisien zat. Pertambahan panjang zat padat untuk kenaikan 1°C pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang . Tabel 1. Koefisien muai panjang beberapa zat padat Pemuaian yang terjadi pada zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, atau muai volume. Pemuaian juga bergantung dari jenis bahannya zat. Koefisien muai panjang aluminium jauh lebih besar daripada tembaga maupun besi sehingga pertambahan panjang yang terbesar terjadi pada aluminium Al, tembaga Cu, kemudian besi Fe. Itu artinya koefisien muai panjang Al > Cu > Fe. Perbandingan muai logam yang dipanaskan B. Muai Luas Pada logam yang berbentuk lempengan tipis berupa segiempat, segitiga, atau lingkaran, ukuran volume dapat diabaikan. Ketika lempengan tersebut mendapat pemanasan, maka dapat diamati hanya pemuaian luasnya saja. Dengan kata lain, zat padat tersebut mengalami muai luas. Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat terpasang sangat rapat pada bingkai. Benda yang mengalami muai luas akan menjadi lebih besar daripada semula. Pemuaian yang terjadi pada sebuah benda padat jika ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang dan lebarnya, maka yang terjadi adalah muai luas. Gambar 4. Sebuah kaca sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan Sebuah kaca dipanaskan dan diukur dengan Musschenbroek Pertambahan luas suatu zat bila dipanaskan akan 1. Berbanding lurus dengan luas mula-mula 2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu 3. Bergantung dari jenis zat Pertambahan luas yang terjadi apabila benda menerima panas, secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan luas, dalam satuan meter persegi m2 = luas mula-mula, dalam satuan meter persegi m2 = 2.= koefisien muai luas, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C C. Muai Volume Jika benda yang kita panaskan berbentuk balok, kubus, atau berbentuk benda pejal lainnya, muai volumlah yang harus kita perhatikan paling dominan. Sebuah kubus dipanaskan dan diukur dengan Musschenbroek Pertambahan volume suatu zat yang dipanaskan, secara fisis1. Berbanding lurus dengan volume mula-mula zat2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu zat3. Bergantung dari jenis bahan Pertambahan volume zat yang terjadi akibat panas, secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan volume, dalam satuan m3 = volume mula-mula, dalam satuan m3 = 3.= koefisien muai volume, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C Daftar isiPengertian Pemuaian Zat PadatJenis-jenis Pemuaian Zat Padat1. Pemuaian Panjang2. Pemuaian Luas3. Pemuaian VolumeContoh Soal dan PembahasanPernahkah kita memerhatikan, mengapa ada jarak antar batang rel kerena api ? Alasannya adalah agar kedua batang rel tersebut memiliki ruang yang cukup untuk memuai ketika suhu mengalami tersebut merupakan salah satu jenis pemuaian yang dialami zat padat yaitu pemuaian panjang. Dengan demikian, apakah yang dimaksud dengan pemuaian zat padat?Yang dimaksud dengan pemuaian zat padat adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda padat karena kenaikan dibandingkan dengan zat cair maupun gas, kemampuan zat padat untuk memuai lebih Pemuaian Zat PadatAda tiga jenis pemuaian zat padat yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume yang masing-masing dapat dilihat dari perubahan panjang, luas, dan Pemuaian PanjangJika seutas kawat logam yang panjangnya ℓo dan bersuhu To dipanaskan sampai suhu T maka kawat logam itu akan memuai sehingga panjangnya menjadi ℓ. Perhatikan gambar gambar di atas, besarnya perubahan panjang Δℓ pada semua zat padat berbanding lurus dengan perubahan suhu benda ΔT dan panjang mula-mula ℓo.Secara matematis, besarnya perubahan panjang dituliskan sebagai α ℓo ΔTKeterangan α = koefisien muai linier atau koefisien muai panjang /°C Δℓ = perubahan panjang ℓo = panjang mula-mula ΔT = perubahan suhu °CAdapun panjang benda ketika dipanaskan dapat dirumuskan sebagai = ℓo 1 + α ΔT atau ℓ = ℓo [1 + α T - To]Keterangan ℓ = panjang benda saat dipanaskan m ℓo = panjang benda mula-mula m α = koefisien muai linier atau koefisien muai panjang /°C To = suhu mula-mula T = suhu akhir ΔT = perubahan suhu °C.Jika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka Δℓ = ℓ – ℓo juga negatif, berarti panjang benda memendek menyusut.2. Pemuaian LuasSelain mengalami pemuaian panjang, zat padat juga akan mengalami pemuaian luas jika dipanaskan. Perhatikan gambar sebuah keping logam dengan panjang ℓo dan luas Ao dipanaskan hingga suhunya naik sebesar ΔT maka setiap sisi keping logam tersebut akan memuai sebesar kata lain, muai luas terbentuk dari dua pemuaian yaitu pertambahan panjang dan pertambahan lebar. Karena itu, koefisien muai luas β sama dengan dua kali koefisien muai panjang atau β = panjang keping logam tersebut menjadi ℓo + Δℓ. Luas keping logam akan berubah menjadi ℓo + Δℓ2 .Secara matematis, besarnya perubahan luas dituliskan sebagai = β Ao ΔTKeterangan β = 2α = koefisien muai luas /°CΔA = perubahan luas m2Ao = luas mula-mula m2ΔT = perubahan suhu °CAdapun luas benda ketika dipanaskan dapat dirumuskan sebagai = Ao 1 + β ΔT atau A = Ao [1 + β T - To]Keterangan A = luas benda saat dipanaskan m2Ao = luas benda mula-mula m2β = 2α = koefisien muai luas /°CTo = suhu mula-mula °CT = suhu akhir °CΔT = perubahan suhu °CJika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka ΔA = A – Ao juga bernilai negatif atau luas benda Pemuaian VolumeJika suatu zat padat yang berbentuk tiga dimensi dipanaskan, zat padat tersebut akan mengalami muai volume yakni bertambahnya panjang, lebar, dan itu, koefisien muai volume γ sama dengan tiga kali koefisien muai panjang atau γ = matematis, perubahan volume akibat pemuaian dinyatakan sebagai = γ Vo ΔTKeterangan Vo= volume benda mula-mula m3γ = 3α = koefisien muai volume /°CΔV = perubahan volume m3ΔT = perubahan suhu °CAdapun volume benda saat dipanaskan adalah sebagai = Vo 1 + γ ΔT atau V = Vo [1 + γ T - To]Keterangan V = volume benda saat dipanaskan m3Vo = volume benda mula-mula m3γ = 3α = koefisien muai volume /°CTo = suhu mula-mula °CT = suhu akhir °CΔT = perubahan suhu °CJika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka ΔV = V – Vo juga negatif, berarti volume benda Soal dan Pembahasan1. Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter, dipasang pada suhu 20°C. Diharapkan pada suhu 30°C rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai panjang batang rel kereta api 12 x 10-6/°C. Jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah … A. 3,6 mmB. 2,4 mmC. 1,2 mmD. 0,8 mmE. 0,6 mmPenyelesaian Diketahui ℓo = 10mTo = 20°CT = 30°Cα = 12 x 10-6/°CDitanya Δℓ = …Jawaban Δℓ = α ℓo ΔT = 12 x 10-61030°C - 20°C = 12 x 10-61010°C = 12 x 10-4 m = 12 x 10-1 mm = 1,2 mmKarena pertambahan panjang masing-masing batang adalah sama maka jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah dua kali pertambahan panjangnya atau 2 x Δℓ = 2 x 1,2 mm = 2,4 jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah 2,4 mm. Jawaban yang benar B. 2. Sekeping aluminium dengan panjang 40 cm dan lebar 30 cm dipanaskan dari 40°C sampai 140°C. Jika koefisien muai panjang aluminium tersebut α adalah 2,5 x 10-5/°C, tentukan luas keping aluminium setelah Diketahui p = 40 cm l =30 cm To = 40°C T = 140°Cα = 2,5 x 10-5/°CDitanya A = …Jawab Ao = p x l = 40 cm x 30 cm = cm2 β = 2α = 2 2,5 x 10-5/°C = 5 x 10-5/°C ΔT = 140°C - 40°C = 100°CLuas keping aluminium setelah dipanaskan adalah sebagai = Ao 1 +β ΔT = cm2 [1 + 5 x 10-5/°C x 100°C] = cmJadi, luas keping aluminium setelah dipanaskan adalah cm2. 3. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25°C. Jika koefisien muai panjang bejana 2 x 10-5/°C, maka tentukan voume bejana pada suhu 75° Diketahui α = 2 x 10-5/°Cγ = 3α = 3 2 x 10-5/°C = 6 x 10-5/°CTo = 25°CT = 75°C ΔT = 75°C - 25°C = 50°CV1 = 1 literDitanyakan V2 = …Jawab V2 = V1 [1 + γ ΔT] = 1 [1 + 6 x 10-5/°C x 50°C] = 1 + 0,003 = 1,003 literJadi, volume bejana setelah dipanaskan adalah 1,003 liter. Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Pemuaian zat padat adalah peristiwa bertambah besarnya ukuran suatu benda padat, karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda padat suhu tersebut menyebabkan benda memperoleh tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat dari molekul-molekul zat padat akibat dipanaskan ini dapat menyebabkan zat padat memuai ke segala zat padat contohnya adalah pemuaian yang terjadi pada rel kereta api, pemuaian pada kabel listrik, dan pemuaian kaca semua zat padat akan memuai jika dipanaskan. Pemuaian zat padat meliputi pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian kesempatan kali ini, admin akan jelaskan salah satu jenis pemuaian zat padat, yaitu pemuaian Pemuaian PanjangPemuaian panjang adalah pertambahan panjang suatu benda akibat pengaruh suhu. Pemuaian panjang termasuk pemuaian satu menghindari pemuaian panjang pada benda, maka beberapa benda yang dibuat dengan memperhatikan prinsip pemuaian pemasangan kabel listrik yang dipasang yang dibuat lebih kendur untuk menghindari pemuaian pada siang hari. Karena radiasi sinar matahari, kabel listrik dapat memuai sehingga jika tidak dipasang kendur akan itu, contoh lainnya adalah celah pada sambungan rel kereta api. Besi pada sambungan rel kereta, diberi rongga untuk mencegah terjadinya tidak diberi rongga besi rel akan melengkung karena adanya pemuaian karena panas pemuaian panjang tergantung pada konstanta muai panjang zat dan nilai konstanta untuk tiap Pendeteksi Pemuaian PanjangAlat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah batang logam yang dipasang pada alat Musschenbroek dipanaskan, maka batang logam akan bertambah tetapi, pertambahan panjang batang logam yang satu dengan yang lain berbeda. Artinya, tingkat pemuaian logam-logam tersebut juga yang paling besar pemuaiannya akan mendorong jarum penunjuk hingga berputar paling jauh, sedangkan logam yang pemuaiannya paling kecil akan mendorong jarum penunjuk berputar paling digunakan batang logam aluminium, baja, dan besi maka logam aluminium memuai paling besar, sedangkan besi adalah logam yang memuainya paling ini adalah tabel koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat BahanKoefisien Muai Panjang/°C1Aluminium0,0000262Baja0,0000113Besi0,0000124Emas0,0000145Kaca0,0000096Kuningan0,0000187Tembaga0,0000178Platina0,0000099Timah0,0000310Seng0,00002911Pyrex0,00000312Perak0,00002Rumus Perhitungan Pemuaian PanjangPemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis sebuah batang mempunyai panjang mula-mula lo, koefisien muai panjang α, suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi lt dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan sebagai = lo + l Karena l = l1α×T, maka persamaan 1 menjadi seperti = lo1 + α × TKeteranganlo = panjang batang mula-mula mlt = panjang batang setelah dipanaskan ml = selisih panjang batang = lo– ltα = koefisien muai panjang /°CT1 = suhu batang mula-mula °CT2 = suhu batang setelah dipanaskan °CT = selisih suhu °C = T2– T1Contoh Soal Pemuaian Panjang Sebuah benda yang terbuat dari logam memiliki panjang 20 cm. Berapakah panjang akhir logam tersebut jika terjadi perubahan suhu sebesar 40°C? koefisien muai panjang logam 0,001 °C-1PenyelesaianDiketahui l0 = 20 cm = 0,2 mT = 40 °Cα = 0,001 °C-1Ditanya l = … ?Jawablt = lo1 + α × Tlt = 0,2. 1+0, = 0,2. 1+0,04lt = 0, = 0,208 m = 20,8 cmJadi, panjang akhir logam tersebut sebesar 20,8 juga Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh SoalnyaPemuaian Luas Zat Padat, Pengertian, dan Contoh SoalnyaPemuaian Zat Cair, Anomali Air, Rumus Perhitungan, dan Contoh SoalnyaContoh Penerapan Prinsip Pemuaian Dalam Kehidupan ulasan mengenai pemuaian panjang pada zat padat, pengertian, dan contoh soalnya. Terima kasih sudah berkunjung dan semoga bermanfaat. Pengertian Dan Rumus Pemuaian Panjang, Luas Dan Volume Zat Padat Terlengkap – Alat yang digunakan untuk menyelidiki suatu pemuaian zat padat disebut dengan Muschen Broek. Dalam suatu percobaan yang dilakukan menunjukkan bahwa hampir semua benda padat jika dipanaskan mengalami perubahan panjang, luas dan volume. Berikut akan dijelaskan tentang pemuaian zat padat yang meliputi pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume. Pemuaian Panjang Zat Padat Zat padat adalah suatu zat yang mempunyai partikel-partikel yang sangat berdekatan dan teratur. Jika dipanaskan, partikelnya akan bergetar dan saling menjauh. Akibatnya, ukuran zat padat membesar yang disebut sebagai pemuaian. Sebaliknya jika didinginkan partikel-partikelnya akan saling mendekat, akibatnya ukuran zat padat mengecil yang disebut dengan menyusut. Pada umumnya zat padat jika dipanaskan akan memuai. Faktor yang mempengaruhi pemuaian yaitu sebagai berikut Panjang benda. Semakin panjang ukuran suatu benda padat yang dipanaskan, maka semakin besar juga pemuaiannya. Misalnya, sebuah batang besi yang panjangnya 1 m sebelum dipanaskan akan memuai menjadi dua kali lipat dari pemuaian batang besi lainnya yang panjangnya 0,5 m sebelum dipanaskan. Besarnya perubahan suhu. Semakin besar perubahan suhu yang dialami oleh suatu benda antara sebelum dan sesudah dipanaskan, semakin besar juga pemuaiannya. Misalnya terdapat dua batang besi, yaitu batang besi A memiliki panjang 1 m yang suhu awalnya 30°C dipanaskan sampai suhu 100°C, sedangkan besi B memiliki panjang 1 m dengan suhu awalnya 30°C dipanaskan sampai suhu 80°C. Maka setelah dipanaskan pemuaian panjang besi A lebih besar dari besi B, karena besi A mengalami perubahan suhu sebesar 70°C, sedangkan besi B mengalami perubahan suhunya sebesar 50°C. Jenis zat padatnya. Misalnya aluminium, pemuian pada aluminium lebih besar dibanding baja dan tembaga. Hal ini berarti pertambahan panjang alumunium lebih besar dibandingkan tembaga dan baja. Contohnya jika panjang aluminium sebelum dipanaskan 1 meter, dan setelah dipanaskan 1°C bertambah 0,000026 meter, jika panjang tembaga sebelum dipanaskan 1 meter, dan setelah dipanaskan 1°C bertambah 0,000017 meter, dan jika panjang besi sebelum dipanaskan 1 meter, dan setelah dipanaskan bertambah 0,000011 meter. Angka pertambahan panjang untuk setiap 1 m bahan dengan kenaikan suhu 1°C disebut dengan koefisien muai panjang. Lambang koefisien muai panjang α dibacanya alpha dan satuannya meter per derajat Celsius m/°C. Besarnya koefisien muai panjang pada beberapa zat dapat diamati pada tabel di bawah ini. Besarnya muai panjang pada suatu bahan dapat dirumuskan dengan persamaan berikut ini. Keterangan L = panjang setelah pemanasan atau pendinginan m atau cm. L o = panjang awal m atau cm. α = koefisien muai panjang /0C . t1 = suhu mula-mula 0C . t2 = suhu akhir 0C . Proses Pemuaian Luas pada Zat Padat Sama halnya pada pemuaian panjang pada suatu zat padat, semua zap padat jika dipanaskan akan mengalami pemuaian luas. Akan tetapi koefisien muai luas zat padat sama dengan dua 2 kali koefisien muai panjang zat padat tersebut. Besarnya muai luas pada suatu bahan dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut. Keterangan A = luas setelah pemanasan atau pendinginan m2 atau cm2. Ao = luas awal m2 atau cm2. β= koefisien muai luas /0C t1 = suhu mula-mula 0C .. t2 = suhu akhir 0C . Catatan β = 2 α Proses Pemuaian Volume pada Zat Padat Pasti kalian pernah mengalami peristiwa pemuaian lainnya seperti pada saat menutupkan pintu, daun pintu tidak bisa menutup rapat pada kusen pintunya. Begitu juga pada saat menutupkan jendela, kaca jendela tidak pas ketikat ditutupkan ke bingkainya. Peristiwa tersebut disebabkan karena daun pintu dan jendela kaca memuai, sehingga sulit dimasukkan pada tempatnya. Pemuaian seperti ini disebabkan karena adanya penambahan pada seluruh bagiannya pada dimensi panjang, lebar, dan tebal yang disebut dengan pemuaian volume atau pemuaian ruang. Bola besi sebelum dipanaskan dapat memasuki gelang logam. Setelah bolanya dipanaskan bola tidak masuk ke dalam gelang. Kejadian tersebut menunjukkan bahwa adanya pemuaian pada bola yang berupa volumenya memuai. Pemuaian volume atau muai ruang ini dipengaruhi oleh koefisien muai ruang, yaitu angka yang menyatakan pertambahan setiap satuan volume jika suhunya dinaikan. Besarnya muai luas pada suatu bahan dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut. Keterangan V = volume setelah pemanasan atau pendinginan m3 atau cm3 Vo = volume awal m3 atau cm3 γ = koefisien muai volume /0C t1 = suhu mula-mula 0C. t2 = suhu akhir 0C. Catatan γ = 3 α Demikian artikel tentang”Pengertian Dan Rumus Pemuaian Panjang, Luas Dan Volume Zat Padat Terlengkap“, semoga bermanfaat.

besarnya pemuaian panjang sebuah batang adalah