PEMUAIAN ZAT

 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.

1. Kubus padat (tembaga, besi, perak, dll)
2. Kubus cair (air, minyak, raksa, dkk)
3. 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? (α_baja= 12 × 10^-6 °C^-1)

 

Pembahasan

 

Diketahui

L○ = 1200cm = 1.2m

∆T = 50°C

α_baja= 12 × 10^-6 °C^-1

Penyelesaian

L = L○ + ∆L

∆L = L○ α_baja ∆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 110^oC. Jika pada kondisi awal, kondisi tersebut memiliki temperatur 10^oC, 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

1. Koefisien mana yang dipakai
2. Apa yang ditanyakan (perubahan atau kejadian ahirnya)

Agar lebih jelas .., silahkan simak vidio pada link berikut :

https://www.youtube.com/watch?v=sHWf-9ic20E

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 30^oC sebuah pelat besi luasnya 10 m². Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90^oC dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/^oC, maka tentukan luas pelat besi tersebut!

3. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25^oC. Jika koefisien muai panjang bejana 2 × 10^-5/^oC, maka tentukan volume bejana pada suhu 75^oC!

 Selamat mengerjakan !