p1 pemuaian nadaa
TRANSCRIPT
1 Fis ika SMP
Pemuaian adalah…
Bertambahnya volume suatu zat akibat kenaikan suhu zat
Pemuaian terjadi karena…
Suhu suatu benda meningkat sehingga partikel-partikel zat tersebut bergetar lebih cepat dan membutuhkan ruang yang lebih luas
Zat-zat yang mengalami pemuaian
• Zat padat• Zat cair• Gas
Pemuaian Zat Padat
Setiap benda memililki panjang, luas dan volume. Dari bagian-bagian ini, kita bisa menyelidiki pemuaian masing-masing. Misalnya, pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
Pemuaian panjang
Yaitu pemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat
Zat padat
Contohnya…
Rel kereta api yang bengkok karena mengalami pemuaian panjang.
Apakah muai panjang berbagai zat sama?
Tidak, karena angka muai panjang suatu zat berbeda-beda. Cobalah ukur pemuaian panjang alumunium dan besi yang dipanaskan dalam waktu yang sama. Samakah?
Bagaimana caranya?Bagaimana caranya?
Alat pengukur muai panjang suatu zat padat adalah dengan alat Musschenbroek. Alat ini diciptakan oleh Pieter van Musschenbroek.
Bagaimana alat Musschenbroek bekerja?
Alat ini mengukur muai panjang zat padat yang berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi yang tetap agar tidak bergerak, sedangkan ujung lainnya dapat bergerak bebas.Setelah batang dipanaskan, ujung yang bebas akan mendorong jarum yang menujukan skala karena memuai.
• Dengan alat ini, kita bisa mengetahui muai panjang besi dan alumunium yang dipertanyakan tadi.
• Bagaimana jawabannya? Pasti tidak sama, karena koefisien muai panjangnya berbeda.
Apa itu koefisien muai panjang?
Bilangan yang menunjukan besarnya pertambahan panjang tiap 1 meter pada kenaikan suhu 1 K atau 1 °C. Dinotasikan dengan α
Koefisien Muai Panjang beberapa benda
Accepted Linear Expansion Values of Common Materials
Material α(°C-1)
Glass (ordinary) 0.09 x 10-5
Glass (Pyrex) 0.32 x 10-5
Concrete 1.20 x 10-5
Steel 1.24 x 10-5
Copper 1.76 x 10-5
Aluminum 2.34 x 10-5
Lead 2.90 x 10-5
Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah
Bila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka digunakan persamaan sebagai berikut
Pemuaian Luas
Adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima 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 adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.
Contohnya….Pernahkah kalian melihat jendela kaca rumahmu? Biasanya, terdapat celah kecil di antara kaca dengan kusennya. Mengapa dibuat seperti itu? Agar pada saat kaca mengalami pemuaian luas, kaca tidak menekan kusen dan pecah.
Apakah muai luas setiap benda sama?
Tidak.
Karena, sama seperti pemuaian panjang, dalam pemuaian luas, setiap benda memiliki angka muai luas masing-masing yang dinotasikan dengan γ.
Angka muai luas benda adalah 2 x angka muai panjang.
γ = 2α
Untuk menentukan pertambahan luas dan volume akhir digunakan persamaan
sebagai berikut :
Pemuaian VolumePemuaian Volume
Jika suatu benda memiliki bentuk seperti bola, kubus, atau balok dipanaskan, maka yang harus diperhatikan adalah muai volumenya.
Ada juga yang disebut sebagai angka muai luas yang dinotasikan dengan β
β = 3α
Angka muai volume beberapa benda
Zat β ( °C-1 )
Etil Alkohol 1,12 x 10-4
Gliserin 4,85 x 10-4
Raksa 1,82 x 10-4
Air 4 x 10-4
Aseton 1.5 x 10-4
Benzena 1,24 x 10-4
Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda
tidak jauh beda pada perumusan sebelum. Hanya saja
beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah
Pemuaian Zat Cair
Berbeda pada pemuaian zat padat, pemuaian zat cair hanya terjadi pada volumenya.
Contohnya…..Contohnya…..
Saat kita memanaskan air, oli dan minyak kelapa dalam bejana ber-pipa kapiler, setelah beberapa saat, tinggi ketiga zat cair tersebut akan berubah dengan pertambahan yang tidak sama.
Dengan kegiatan tadi, kita dapat menyimpulkan bahwa muai zat cair berbeda-beda dikarenakan angka muai volume zat cair berbeda-beda.
Cara menghitung muai volume zat cair sama dengan cara menghitung muai volume zat padat.
Anomali Air
Pada umumnya, zat cair akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Tapi tidak demikian pada air. Apabila dipanaskan dari suhu 0°C ke 4°C, maka air akan menyusut. Sebaliknya, bila didinginkan dari suhu 4°C ke 0°C, air akan memuai.
Pemuaian Gas
Seperti halnya zat cair, gas juga hanya mengalami pemuaian volume. Dan dari hasil pemelitian, ternyata angka muai volume gas semuanya sama, yaitu 0,00367/K.
Pemanfaatan Pemuaian
Termometer
Pemuaian raksa atau alkohol dimanfaatkan untuk menunjukkan
suhu.
Keping Bimetal
Adalah hasil perpaduan antara 2 keping logam dengan angka muai yang berbeda yang dikeling menjadi satu. Sangat peka pada perubahan suhu. Apabila dipanaskan, maka akan melengkung ke arah logam dengan angka muai lebih kecil juga sebaliknya. Biasa digunakan pada termometer bimetal, termostat bimetal, dan saklar termal untuk alarm kebakaran.
Termometer Bimetal Termostat Bimetal
Pemasangan bingkai logam pada roda
Pemasangan jaringan telepon dan listrik
Beberapa pemuaian yang harus diperhatikan agar tidak menimbulkan kerugian
Pemuaian Kaca jendela
Kaca jendela akan mengalami pemuaian sehingga mendorong kusen dan pecah. Maka dari itu, saat pemasangan kaca jendela dengan kusennya, diberi sedikit celah untuk pemuaian.
Rel Kereta Api
Rel kereta api yang membengkok karena menglami pemuaian panjang bisa menyebabkan kecelakaan. Untuk itu, diberikan celah antara satu rel dengan rel lain untuk pemuaiannya.
Jalan Layang atau Jembatan
Pada cuaca panas dan rangka baja mengalami pemuaian, bisa saja jalan layang tersebut runtuh. Untuk mengatasinya, dibuatlah celah baja untuk ruang pemuaian.
Soal EvaluasiSoal Evaluasi
1.1. Sebuah benda dengan masa jenis z, maka setelah Sebuah benda dengan masa jenis z, maka setelah benda tersebut dipanaskan …. benda tersebut dipanaskan ….
a. tetap za. tetap z
b. kurang dari zb. kurang dari z
c. lebih besar dari zc. lebih besar dari z
d. tidak dapat ditentukand. tidak dapat ditentukan
2. Di antara alumunium, baja, dan kaca pyrex, pemuaian panjang berturut-turut dari yang terbesar adalah….
a. alumunium, baja, kaca pyrexb. baja, kaca pyrex, aluminiumc. kaca pyrex, baja, aluminiumd. Alumiunium, kaca pyrex, baja
3. Pernyataan di bawah ini yang dapat dibuktikan dengan alat Musschenbroek, kecuali….a. zat padat jika dipanaskan akan
bertambah panjangb. pemuaian zat cair lebih besar daripada zat padatc. pemuaian zat padat bergantung
pada jenis zatnyad. pemuaian zat padat bergantung
pada kenaikan suhunya
4. Suatu zat bila dipanaskan akan memuai, kecuali….a. besi dari suhu 0°C ke 4°Cb. timah putih suhu dari 0°C ke 4°Cc. air dari suhu dari 0°C ke 4°Cd. tembaga dari suhu dari 0°C ke 4°C
5. Kejadian dari jawaban soal nomor 4 disebut….a. kesetaraan c. penyusutanb. pemuaian air d. anomali air
6. Pemuaian dimanfaatkan dalam….a. Keping Bimetalb. pemasangan pasak kayuc. pembangunan rumahd. pemasangan genteng
7. Keping Bimetal dimanfaatkan dalam pembuatan, kecuali….a. Termostat bimetalb. termometer bimetal c. saklar termald. pipa bimetal
8. Benda yang mengalami muai bidang adalah….a. kawat besi c. udara dalam balonb. segelas air d. lembar aluminium
9. Suatu batang logam dengan panjang 5m bertambah panjang menjadi 5,00091 m setelah dinaikkan suhunya 60°C. Koefisien muai panjang batang logam tersebut adalah….a. 3,o x 10-6/°Cb. 4,1 x 10-6/°Cc. 4.5 x 10-6/°Cd. 5,1 x 10-6/°C
1o. Objek yang tidak, menggunakan teknik pengelingan adalah….a. kapal c. jembatanb. pesawat d. rangka motor
