Assalaamu'alaikum wrwb.
Siswa/siswi yg dirahmati Allooh, pembelajaran kita kali ini akan membahas tentang Pemuaian Zat. Agar kalian faham silahkan kalian baca dan fahami uraian berikut ini.
Pemuaian
Zat: Pengertian, Jenis, Rumus, Contoh, Soal
Pengertian
Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu zat (benda) akibat dari pemanasan (kalor).
Pemuaian
dapat terjadi karen adanya perubahan suhu kususnya pemanasan. Pemuaian dapat
terjadi di semua jenis zat dari padat, cair, sampai gas dapat mengalami
peristiwa memuai.
Pemuaian
sendiri terdiri dari 3 tipe antara lain pemuaian panjang, pemuaian luas, dan
pemuaian volume.
Jenis
Pemuaian
Pemuaian
zat ini dibagi menjadi tiga jenis yang akan kita kupas tuntas bersama.
1. Pemuaian Panjang
Pemuaian
panjang merupakan bertambahnya ukuranpanjang suatu benda karena mendapat kalor.
Pemuaian
panjang ini terjadi pada benda benda yang dianggap masih satu dimensisaja
dengan demikian pemuaian tersebut dianggap pemuaian panjang.
Sebenarnya
tidak ada benda didunia ini yang termasuk benda satu dimensi akan tetapi yang
dimaksud disini adalah pemuaian benda yang dimensi dimensi lainnya sangat kecil
jika dibandingkan dengan dimensi panjangnya.
Contoh
yang menerapkan pemuaian panjang antara lain:
·
Pemuaian kabel listrik
·
Pemuaian rel kereta api
·
Pemuaian jaringan listrik
dan telepon
2. Pemuaian Luas
Pemuaian
luas adalah bertambahnya ukuran luas suatu benda karena mendapat kalor.
Pemuaian luas ini terjadi padabenda benda yang bersidat lempengan.
Sebenarnya
konsep pemuaian ini saling berhubungan dengan pemuaian panjang dimana yang
membedakan hanyalah konsepdari memuainya. Pada pemuaian luas benda mengalami
pertambahan ke dua dimensi.
Contoh
dari pemuaian luas sangatlah banyak antara lain:
·
Pemuaian kaca jendela
·
Pemuaian panci dan alat
dapur
·
Pemuaian plat bimetal
3. Pemuaian Volume
Pemuaian
volume adalah pertambahan volume suatu benda yang disebabkan benda tersebut
menerima kalor.
Pemuaian
volume dapat terjadi pada benda yang memiliki tiga dimensi yaitu panjang lebar
dan tinggi. Salah satu pemuaian yang sering terjadi dalam kehidupan sehari
hari adalah pemuaian volume.
Berikut
merupakan beberapa contoh pemuaian volume.
- Kubus padat (tembaga, besi, perak, dll)
- Kubus cair (air, minyak, raksa, dkk)
- Kubus gas
Setelah
kita memahami pengertian, jenis, dan contoh dari masing masih pemuaian kita
akan mengetahui cara menyelesaikan masalah pemuaian zat dengan menggunakan
persamaan matematis seperti dibawah.
Rumus
Pemuaian
1. Rumus Pemuaian Panjang
∆L = L○ α ∆T
L = L○ (1 + α ∆T)
Dimana
·
L = panjang akhir (m)
·
L○ = panjang mula mula (m)
·
∆L = perubahan panjang (m)
·
α = koefisien muai
panjang (/0C)
·
∆T = perubahan suhu (0C)
2. Rumus Pemuaian Luas
∆A = A○ β ∆T
A = A○ (1 + α ∆T)
Dimana :
A = luas akhir (m2)
·
A○ = luas mula mula (m2)
·
∆A = perubahan luas (m2)
·
β = koefisien muai luas (/0C)
·
∆T = perubahan suhu (0C)
3. Rumus Pemuaian Volume
∆V = V○ α ∆T
V = V○ (1 + α ∆T)
Dimana
·
V = volume akhir (m3)
·
V○ = volume mula mula (m3)
·
∆V = perubahan volume (m3)
·
γ = koefisien muai
volume (/0C)
·
∆T = perubahan suhu (0C)
4. Rumus Perbandingan Koefisien
Muai Zat
β = 2α
γ = 3α
Selanjutnya
untuk mengetahui sejauh mana pemahaman kita tentang materi pemuaian zat mari
kita latihan soal dibawah ini.
Contoh
Soal Pemuaian
1. Sebuah baja memiliki panjang 1200
cm. Berapakah panjang akhir baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?
(αbaja= 12 × 10-6 °C-1)
Pembahasan
Diketahui
L○ = 1200cm =
1.2m
∆T = 50°C
αbaja= 12 × 10-6 °C-1
Penyelesaian
L = L○ + ∆L
∆L = L○ αbaja ∆T
L = 1.2 + 1.2 12 ×
10-6 50
L = 1.2 + 720 10-6
L = 1.20072 m
Jadi panjang akhir
baja tersebut adalah 1.20072 m
2. Sebuah bola yang memiliki
volume 60 m3 dipanaskan hingga mencapai temperatur 110oC. Jika
pada kondisi awal, kondisi tersebut memiliki temperatur 10oC,
tentukanlah volume akhir bola tersebut setelah terjadi pemuaian
(diketahui α = 17 × 10-6/0C).
Pembahasan
Diketahui
V○ = 60 m3
∆T = 110-10 = 100 0C
α =
17 × 10-6/0C
Penyelesaian
V = V + ∆V
∆V = V○ α ∆T
V = 60 + 60 3
17 × 10-6 100
V = 60 + 0.306
V = 60.306 m3
Jadi volume akhir
bola tersebut menjadi 60.306 m3
Materi
ini yang terpenting adalah konsep kalian dalam membedakan
- Koefisien mana yang dipakai
- Apa yang ditanyakan (perubahan atau kejadian
ahirnya)
Agar lebih jelas .., silahkan simak vidio pada link berikut :
Setelah kalian memahami uraian dan contoh soal diatas, silahkan kalian kerjakan soal berikut :
1. Sebuah benda yang terbuat dari
baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika
terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?
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!
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!
Selamat mengerjakan !