PRAKTIKUM FISIKA DASARPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBAB IVMUAI PANJANG ZAT PADAT4.1. Tujuan PraktikumTujuan dari praktikum kali ini antara lain:1. Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam2. Dapat mengukur seberapa besar pertambahan panjang beberapa logam4.2. Dasar TeoriPada umumnya suatu benda dapat mengalami perubahan. Perubahan itu dapat berupa perubahan fisika maupun perubahan kimia. Perubahan itu dapat berupa ukuran ataupun yang lainnya, selain itu contoh perubahan fisika antara lain yaitu adanya pemuaian maupun penyusutan yang terjadi pada sebuah benda. Sedangkan pada pemuaian kimia antara lain dapat berupa perubahan sifat maupun komposisi zat.Perubahan setiap dimensi linear dari benda padat seperti panjang, lebar atau tebalnya dinamakan ekspansi linier. Perubahan suatu benda yang bentuk-nya batangan biasanya berupa perubahan ukuran panjang dimana ini diakibatkan oleh adanya perubahan suhu dan akibat dari pemuaian ini dapat terlihat sangat nyata. Benda yang berupa batangan biasanya berupa padatan jika yang terjadi pada benda tersebut adalah pemuaian, maka pemuaian terjadi pada zat padat perlu diperhatikan (Haliday, 1997).Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadikan bertambahnya panjang, lebar, luas atau berubahnya volum karena terkena panas (kalor). Pemuaian tiap benda akan selalu berbeda-beda, tergantung pada suhu disekitar dan koefisien muai atau daya muai dari benda tersebut.Pemuaian zat padat terdiri atas pemuaian zat panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volum atau ruang.

1. Pemuaian PanjangPada pemuaian panjang untuk zat padat berlaku rumus:

L = L0 (1+ T)..(Persamaan 4.1.) Dengan:L0= Panjang mula-mula (cm)L= Panjang benda setelah pemuaian (cm)L= L-L0 = Pertambahan panjang benda akibat pemuaian (cm)= Koefesien muai panjang (0C-1 atau K-1)T= T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)2. Pemuaian LuasPada pemuaian panjang untuk zat padat berlaku rumus:

A = A0 (1+ T)..(Persamaan 4.2.) Dengan: A= Luas benda setelah pemuaian (cm2)A0= Luas benda mula-mula (cm2)A= A-A0 = Pertambahan luas benda akibat pemuaian= Koefesien muai panjang (0C-1 atau K-1)T= T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)3. Pemuaian Volum atau RuangPada pemuaian volum atau ruang untuk zat padat berlaku rumus:

V=V0 (1+ T)..(Persamaan 4.3.) Dengan: V=Volum benda setelah pemuaian (cm2)V0= Volum benda mula-mula (cm2)V= V-V0 = Pertambanah luas benda akibat pemuaian= Koefesien muai volum (0C-1 atau K-1)T= T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)(Zaelani, 2006).Suatu benda akan mengalami muai panjang apabila benda itu hanya memiliki (dominan dengan) ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi pada benda apabila benda itu memiliki ukuran panjang dan lebar. Sedangkan muai volum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang lebar dan tinggi. Pada umumnya benda apabila dipanaskan akan mengalami suatu gejala yang disebut pemuaian, kecuali terhadap beberapa benda tertentu yang justru memperlihatkan gejala yang sebaliknya. Gejala tersebut yaitu menyusut dan tidak memuai pada selang waktu tertentu (Young, 2002).Pemuaian zat padat menimbulkan kerugian, seperti berikut ini:1. Retaknya beton pembatas jalan2. Bengkoknya rel kereta api3. Runtuhnya jembatanCara mengatasi masalah akibat pemuaian zat padat1. Beton pembatas jalan dibuat terputus-putus2. Pada sambungan dua buah rel kereta api dibuat celah pemuaian atau model sambungan kereta api dibuat runcing pada masing-masing ujungnya.3. Pada ujung jembatan dibuat celah pemuaian.(Zaelani, 2006).4.3. Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini antara lain:1. Dasar StatifDasar Statif yaitu alat yang berfungsi sebagai penahan beban agar tetap seimbang.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.1.Dasar Statif2. Batang Statif PanjangBatang Statif Panjang yaitu batang yang terbuat dari besi, yang panjang berfungsi sebagai tiang penahan beban pada percobaan yang dilakukan pada saat praktikum di laksanakan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.2.Batang Statif Panjang3. Batang Statif pendekBatang Statif Pendek adalah batang yang terbuat dari besi yang fungsinya hampir sama dengan batang statif panjang hanya saja untuk batang ini memiliki ukuran yang lebih pendek.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.3.Batang Statif Pendek4. Klem UniversalKlem Universal adalah alat yang berfungsi sebagai penjepit batang statif dan klem universal dalam percobaan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.4.Klem Universal

5. Klem Bosshead Klem Bosshead adalah alat yang befungsi sebagai penjepit labu Erlenmeyer pada percobaan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.5.Klem Bosshead6. Penggaris LogamPenggaris Logam adalah alat yang terbuat dari plat logam, berfungsi sebagai pengukur panjang muai saat percobaan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.6.Penggaris Logam7. Petunjuk KhususPetunjuk Khusus adalah alat yang terbuat dari besi dan berfungsi sebagai jarum penunjuk yang menunjukan arah pergeseran pemuaian pada benda saat dilakukan percobaan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.7.Petunjuk Khusus8. Penyambung SelangPenyambung Selang adalah alat yang berfungsi sebagai penyambung selang pada sumbat karet besar.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.8.Penyambung Selang9. Labu ErlenmeyerLabu Erlenmeyer adalah alat yang terbuat dari kaca yang berfungsi sebagai wadah penampung air yang didihkan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.9.Labu Erlenmeyer

10. Pembakar SpritusPembakar Spritus adalah alat yang digunakan untuk memanaskan air pada labu Erlenmeyer.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.10.Pembakar Spritus11. Selang SilikonSelang Silikon yaitu alat yang berfungsi sebagai selang yang mengalirkan uap air yang berasal dari labu Erlenmeyer.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.11.Selang Silikon

12. Selang PlastikSelang Plastik yaitu alat yang berfungsi untuk mengalirkan uap air.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.12.Selang Plastik13. Pipa Aluminium dan TembagaPipa Aluminium dan Tembaga yaitu bahan yang akan dikenai panas, atau bahan untuk menguji pemuaian pada percobaan ini.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.13.Pipa Aluminium dan Baja

14. Sumbat Karet Besar 1 LubangSumbat Karet Besar 1 Lubang merupakan alat yang berfungsi sebagai penyumbat udara pada labu Erlenmeyer.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.14.Sumbat Karet Besar

15. Tatakan GelasTatakan Gelas berfungsi sebagai penampung uap air dari selang.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.15.Tatakan Gelas16. AirMerupakan bahan yang akan dididihkan dan hasil panas dari air tersebut yang akan memuaikan pipa pipa tersebut.4.4. Persiapan Percobaan dan Prosedur Kerja1. Persiapan Percobaana. Siapkan alat dan bahan yang digunakan.b. Rakit dasar statif, batang statif pendek dan panjang, klem universal dan bosshead sehingga membentuk rangkaian sesuai gambar 4.16.

Sumber: Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014Gambar 4.16.Rangkaian 1c. Tuangkan air kurang lebih 25 ml ke dalam labu Erlenmeyer, kemudian rakit labu itu pada klem universal. Tancapkan penyambung selang rapat-rapat ke lubang sumbat karet dan tutupkan rapat-rapat sumbat itu ke dalam labu Erlenmeyer. Pasang (tancapkan) petunjuk statif khusus pada statif B.

Sumber: Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014Gambar 4.17.Rangkaian 22. Prosedur Kerjaa. Jepitkan ujung pipa baja ke pegas jepit pada petunjuk khusus dan ujung lain pada klem bosshead yang bawah pada batang statif vertikal. Tancapkan ujung selang silikon pada penyambung batang selang dan ujung yang lain keujung pipa baja. Tancapkan pula ujung selang plastik ke ujung pipa baja yang bawah dan siapkan tatakan gelas (di ujung lain dari selang) untuk menampung air.b. Letakkan penggaris logam diatas meja, tepat dibawah jarum petunjuk khusus.c. Letakkan pembakar spritus tepat dibawah labu Erlenmeyer. Nyalakan pembakar spritus dan atur posisi labu Erlenmeyer sehingga memperoleh pemanasan yang optimal.d. Setelah air mulai mendidih, amati gerak jarum penunjuk khusus.e. Amati nilai (angka) yang ditunjukkan jarum penunjuk khusus pada posisi terakhir dan catat hasil pengamatan ke dalam tabel.f. Matikan api pembakaran spritus, lepaskan pipa baja dari rangkaian dan dinginkan pipa tersebut.g. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6, untuk pipa tembaga dan pipa aluminium.h. Kemasi alat dan bahan, selesaikan seluruh isian tabel, kemudian, diskusikan seluruh isian tabel untuk menarik kesimpulan.

Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.18.Rangkaian Percobaan Muai Panjang

5.5. Pengolahan Data1. Tabel Hasil PengamatanTabel 5.1.Hasil Pengamatan PemuaianJenis LogamPosisi Jarum PetunjukPerubahan Panjang Logam

Keadaan AwalKeadaan Akhir

Tembaga20 cm19,9 cm- 0,1 cm

Aluminium20 cm22,8 cm2,8 cm

Sumber: Data Kelompok II2. PembahasanPemuaian terjadi ketika zat dipanaskan (menerima kalor) seperti pada tabel. Ketika aluminium dipanaskan mula-mula panjangnya (Lo) = 20 cm, dengan suhu air awal 43o C, kemudian mulai dipanaskan selama 15 menit hingga suhu air mencapai 89o C, aluminium mengalami pemuaian dari 20 cm menjadi 22,8 cm, dengan demikian mengalami pertambahan panjang sebesar 2,8 cm.Sedangkan pada logam tembaga, justru menyimpang dari teori, dimana panjang awal (Lo) = 20 cm, dengan suhu air awal 46o C dan setelah dipanaskan selama 15 menit hingga suhu air naik menjadi 90o C, tembaga justru mengalami penyusutan. Panjang awal 20 cm setelah dipanaskan menjadi 19,9 cm atau mengalami penyusutan 0,1 cm.Hal seperti ini disebabkan pada saat melakukan percobaan seperti terjadinya aktivitas atau kegiatan pada sekitar meja yang mengakibatkan meja bergetar atau juga dikarenakan kesalahan pemasangan alat yaitu klem universal penjepit tembaga kurang kencang yang mengakibatkan jarum penunjuk khusus seharusnya bergerak kearah kanan justru bergerak ke arah kiri. Hasilnya angka penunjuk tidak sesesuai dengan keadaan sebenarnya.

5.6. Penutup1. KesimpulanAdapun kesimpulan yang dapat kami ambil dari praktikum kali ini adalah:a. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemuaian suatu benda yaitu suhu, waktu dan koefesien muai benda.b. Pertambahan panjang suatu zat secara fisis ialah bergantung dari jenis zat itu sendiri, berbanding lurus dengan panjang mula-mula dan berbanding lurus dengan perubahan suhu.c. Benda logam akan memuai (bertambah panjang) ketika benda tersebut dipanaskan.d. Semakin tinggi suhu saat pemanasan, maka akan semakin panjang pula pemuaian atau pertambahan panjangnya.2. SaranAdapun saran yang dapat kami berikan dalam kegiatan praktikum kali ini antara lain:a. Sebaiknya peralatan dicek secara keseluruhan, meja diberi jarak aman untuk tidak melakukan aktivitas agar tidak mengganggu proses percobaan dan pengambilan data.b. Sebaiknya lebih berhati-hati saat percobaan karena selama percobaan berlangsung api yang menyala bisa saja membakar benda yang berada di sekitarnya.c. Sebaiknya dalam perangkaian alat lebih diperhatikan lagi agar tidak terjadi kesalahan pada percobaan sehingga data yang didapat sesuai dengan teori yang ada.Achmad Noor RahmanH1C112019