Contoh Soal Pemuaian Zat Padat

Pemuaian
– Setelah sebelumnya kami telah menyampaikan materi tentang Hukum Gas Ideal. maka pada pertemuan kali ini akan kami paparkan materi pembahasan tentang Pemuaian – Rumus, Panjang, Zat Cair, Zat Padat dan Contoh Soal. Nah untuk lebih jelasnya simak ulasan selengkapnya berikut ini.

Pengertian Pemuaian

Apa yang dimaksud dengan
Pemuaian ? yakni merupakan suatu pertambahan ukuran terhadap suatu benda yang diakibatkan terjadinya kenaikan pada suhu zat tersebut.

Selain itu pemuaian juga bisa berlangsung pada sautu zat padat, cair, dan juga gas.

Nah mengetahui mengeai volume terjadinya pemuaian zat tersebut, hal itu sangat bergantung pada ukuran pada awal mulanya benda tersebut,

Kemudian terjadinya sebuah kenaikan pada suhu dan jenis zat, sehingga dari efek yang ditimbulkan dari pemuaian zat tersebut sangat bermanfaat untuk mengembangkan berbagai teknologi.

Apa itu Pemuaian Panjang?

Apa yang dimaksud dengan Pemuaian panjang atau biasa dikenal dengan sebutan pemuaian linier.

Kemudian terjadinya Pemuaian panjang pada sautu zat padat dapat terjadi apabila zat padat tersebut hanya dipandang sebagai satu dimensi (berbentuk garis).

Kemudian hasil yang diperoleh dari diadakannya sebuah percobaan Musschenbroek bisa disimpulkan bahwa terjadinya pertambahan panjang pada suatu zat padat yang dipanasi setara dengan panjang mula-mula, kemudian setara dengan adanya kenaikan suhu dan hal tersebut sangat bergantung pada jenis zat padat.

Kemudian jika ingin dapat membedakan terhadap sifat muai yang terjadi dari berbagai zat, maka dapat digunakan suatu konsep koefisien muai.

Nah dalam pemuaian panjang, maka dapat digunakan konsep koefisien muai panjang atau disebut juga dengan koefisien muai linier yang bisa didefinisikan merupakan suatu perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan panjang mula-mula zat, kemudian dari tiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu.

Maka apabila koefisien muai panjangnya maka akan dapat menerapkan lambang α sedangkan untuk pertambahan panjang dengan lambang ΔL, panjang mula-mula L kemudian untuk perubahan suhu dengan lambang ΔT jadi koefisien muai panjang bisa dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut :

Maka pada satuan dari α ialah i/M atau One thousand^-1. Maka dengan persamaan (1) yang ada di atas, sehingga diperolehlah sebuah persamaan sebagai berikut.

∆L = αL∆T…………. Pers. (2)

Yang mana ∆L = L_t – L, maka pada persamaan (2) akan menjadi:

L_t – L= αL∆TL_t = L+ αL∆T

Fifty_t = L(1 + α∆T) … Pers. (3)

Keterangan:

50_t = merupakan keterangan panjang benda ketika dipanaskan (k)
Fifty = merupakan keterangan panjang benda mula-mula (m)
α = merupakan koefisien muai linear/panjang (/^oC)
∆T = merupakan suatu perubahan suhu (^oC)

Tabel Koefisien Pemuaian Panjang

Di bawah ini terdapat tabel keterangan dari Beberapa Jenis Zat Padat

Jenis Bahan	Koefisien muai Panjang (dalam Chiliad -1 )
Kaca	0.000009
Baja/besi	0.000011
Aluminium	0.000026
Pirex (Pyrex)	0.000003
Platina	0.000009
Tembaga	0.000017

Pemuaian pada Zat Padat

Nah mengenai bentuk dari Zat padat ini yakni membentuk sperti sebuah ruang, yang apabila dipanaskan maka mengalami suatu pemuaian volum.

Kemudian terjadinya pemuaian volum ini bisa juga peristiwa ini disebut dengan koefisien muai volum/ruang yang dilambngan dengan menggunakan sebuah lambang γ.

Apabuila ruang mula-mula V, kemudian pertambahan volum dengan dilambangkan ΔV dan untuk perubahan suhu dengan lamabang ΔT, maka koefisien muai volum bisa dinyatakan dalam persamaan berikut ini:

Berdasarkan keterangan persamaan (8) di atas, maka diperolehlah sebuah persamaan sebagai berikut.

Yang mana ∆V = V_t – V, maka persamaannya adalah (ix) menjadi:

V_t – V= γV∆Idiot box_t = 5+ γV∆T

5_t = V(1 + γ∆T) .… Pers. (ten)

Kemudian penurunan pada persamaan pemuaian volume, yang kemudian didapatkan sebuah nilai γ = 3α maka pada persamaan (6) bisa terangkan seperti berikut.

Five_t = 5(1 + 3α∆T) … Pers. (eleven)

Keterangan:

Five_t = Merupakan luas benda ketika dipanaskan (m³)
V = Merupakan luas benda pada mula-mula (mⁱⁱⁱ)
γ = 3α = Merupakan koefisien muai book (/^oC)
∆T = Merupakan perubahan suhu (^oC)

Pemuaian pada Zat Cair

Sebelumnya sudah kami jelaskan bahwa secara umum hampir dari setiap zat akan memuai apabila dipanaskan, namun hal ini tidak dengan air yang mana apabila air yang dipanaskan dari 0^oC hoingga mencapai four^oC aka ia akan mengalami penyusutan.

Nah dengan adanya peristiwa inilah sehingga sifatnya air dikenal dengan sebutan anomali air. Nah berikut ini coba kalian perhatikan Grafik anomali air pada gambar di bawah ini.

Keterangan:

Pada suhu iv^oC maka diperolehlah:

• a) Merupakan volume air yang terkecil
• b) Merupakan massa jenis air yang terbesar

Dala hal ini pada sauatu zat cair hanya akan terjadi pemuaian volume, jadi pada saat berlangsungnya pemuaian zat cair tersebut maka diperolehlah persamaan berikut.

Tabel Koefisien Pemuaian Volume Zat Cair

Di bawah ini terdapat keterangan dari beberapa jenis zat dalam Satuan Thou^-one

Pemuaian Pada Gas

Kemudian selanjutnya mengenai sifat muai gas dapat digunakan dalam bebrbagai pembuatan jenis termometer gas.

Dimana seperti yang kita ketahui bersama bahwa termometer gas ini biasa digunakan untuk mengukur suatu suhu yang rendah seperti terdapat di dalam laboratorium.

Kemudian apabila reservoir gas dimasukkan pada suatu ruangan yang memiliki suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan kondisi awalnya, maka pada gas tersebut akan mengalami pemuaian dan kemudian mendesak raksa yang ada di dalam pipa U.

Nah pada Pemuaian yang terjadi pada gas tersebut yakni pemuaian book yang menentukannya bisa dengan menggunakan rumu seperti berikut.

V = Vo(ane + γ Δt)

Keterangan Rumus:

γ =merupakan koefisien muai volume.
Nilaiγ setara untuk semua gas, yakni ane/273 oC-1

Contoh Soal dan Pembahasan

one. Pada sebauh batang besi dengan ukuran panjang sekitar lxxx cm, kemudian dipanasakan hingga mencapai suhu l^oC dan kemudian malah terjadi pertambahan panjang sekitar five mm, jadi pertanyaannya berapakah bertambahnya panjang pada besi itu apabila memiliki panjang sekitar 50 cm yang kemudian dipanaskan hingga mencapai 60^oC?

Penyelesaian:

Diketahui:
L₀₁ = 80 cm
50₀₂ = 50 cm
∆T_ane = 50^oC
∆T₂ = sixty^oC
∆50₁ = v mm
Ditanyakan: ∆L_two = …?

Jawab:

Oleh sebab memiliki bahan jenis yang sama (besi), maka:

α₁ = α₂

4000∆L₂=5 × 3000
4000∆L₂ = 15000
∆L₂ = 15000/4000
∆L₂ = three,75 mm

2. Terdapat sebuah bejana yang terbuat dari bahan tembaga dan memiliki volume sekitar 100 cm³ kemudian diisi penuh dengan air dalam keadaan suhu mencapai 30^oC.

Selanjutnya dipanasi dengan keadaan suhu yang mencapai 100^oC. apabila αtembaga = 1,8 × ten^-5/^oC dan γ air = 4,four × ten^-4/^oC.

Maka berapa volume air yang tumpah ketika itu?

Penyelesaian:


Diketahui:

• 5 tembaga =Five air = 100 cm³
• ∆T = 100^oC – 30^oC = 70^oC
• α tembaga = 1,viii × ten^-5/^oC
• γ tembaga = 3α = 3 × 1,8 × 10^-five = five,4 × ten^-v/^oC
• γ air = 4,4 × 10^-iv/^oC

Ditanyakan: V air yang tumpah = …?

Jawab:

Untuk tembaga:

• V_t = V(one + γ∆T)
• V_t = 100(ane + 5,4 × 10^-v × 70)
• V_t = 100(1 + 3,78 × 10^-3)
• V_t = 100(ane + 0,00378)
• V_t = 100(1,00378)
• V_t = 100,378 cm³

Untuk air:

• V_t = V(1 + γ∆T)
• V_t = 100(ane + iv,4 × 10^-four × 70)
• Five_t = 100(ane + 3,08 × ten^-two)
• V_t = 100(1 + 0,0308)
• V_t = 100(1,0308)
• V_t = 103,08 cm³
• Maka, volume air yang mengalami tumpah ialah seperti berikut.
• 5 air yang tumpah = 5_t air – V_t tembaga
• 5 air yang tumpah = 103,08 – 100,378
• V air yang tumpah = 2,702 cm³

Demikianlah materi pembahasan kali ini mengenai pemuaian, semoga artikel ini bisa bermanfaat bagi soba semua.

Baca Juga :

• Efek Rumah Kaca
• Tegangan Tali
• Pengukuran Adalah