1
I. PENDAHULUAN
A. Lata Latarr B Bel elak akan ang g
Pemuaian adalah hal yang terpenting dalam kehidupan sehari-hari. Pemuaian terba terbagi gi menj menjad adii tiga tiga yaitu yaitu pemu pemuaia aian n panj panjan ang, g, volu volume me,, dan dan gas. gas. Pada Pada pemuaian volume yang sering kita jumpai dalam kehidupan. Saat memasak air dengan panci yang berisi air penuh sampai mendidih, air akan tumpah dari panci tersebut. Lalu pada termometer yang kita celupkan ke air panas atau air dingin, maka termometer tersebut akan naik jika suhu panas dan turun bila suhu sebaliknya. Pada beberapa contoh pemuaian zat cair di atas. Pemuaian volume adalah bertambahnya zat za t cair saat dipanaskan atau. at au. Untuk membuktikan kebenaran peristiwa tersebut, maka dilakukan percobaan mengenai Pemuaian at !air. "agaimana pengaruh suhu saat panas maupun dingin saat pemuaian zat cair.
B. Tujuan juan
#ujuan dilakukannya dilakukannya percobaan adalah mengetahui pengaruh suhu terhadap pertambahan volume beberapa zat cair di dalam tabung.
2
II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
$asil pengamatan dari percobaan mengenai pemuaian zat cair diperoleh tabel sebagai berikut % Suhu air panas % &'(! ) waktu % * menit
Zat Cair
Kenaikan Perukaan !"#
Perukaan $at "air setela% & enit
+inyak Sayur
,
aik
/li
,*
aik
Spiritus
Lebih dari 01 2sampai meluap keluar dari pipa3 Ta'el Ta'el (.) $asil Pengamatan
aik
4lat yang digunakan pada percobaan adalah labu erlenmeyer 1 buah, sumbat karet satu lubang 1 buah, pipa kaca atau pipa kapiler 1 buah, dan bak plastik buah. "ahan yang digunakan adalah a dalah air panas, minyak, oli, dan spiritus. Pada percobaan ini diketahui bahwa setiap zat cair yang dipanaskan akan mengalami pemuaian volume yang berbeda-beda, meskipun dipanaskan pada suhu suhu yang sama dan ketiga ketiga zat cair tersebut tersebut
pada pada pipa kapiler kapiler sebelum sebelum
dipanaskan berada di ketinggian yang sama juga, yaitu & cm. 5etinggian ketiga zat cair tersebut bertambah lagi ketika dimasukkan ke dalam air panas, yaitu minyak goreng mengalami kenaikan permukaan , cm, oli ,* cm dan spirit spiritus us mencap mencapai ai puncak puncak tertin tertinggi ggi pipa pipa kapiler kapiler bahkan bahkan keluar keluar dari dari pipanya. "ertambahnya tinggi
3
zat cair pada saat terkena panas menunjukkan adanya pemuaian pada zat cair. 6ari percobssn diperoleh kesimpulan sebagai berikut % . at cair akan mengalami pemuaian jika dipanaskan. 0. Pemuaian zat cair berbeda-beda meskipun pada suhu yang sama. 1. "ertambahnya tinggi zat cair pada pipa kapiler pada saat terkena panas menunjukkan adanya pemuaian volume zat cair. &. 6ari ketiga zat cair 2minyak sayur, oli dan spiritus3, pemuaian zat cair yang paling cepat adalah spiritus. 2Sastra, 073
B. Dasar Te*ri
Pemuaian zat cair terjadi pada saat zat cair tersebut dipanaskan. Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. #itik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel. "erikut titik tripler pemuaian zat cair.
+ra,ik (.). #itik #ripler
Proses pemuaian zat cair yaitu apabila kita menaikan suhunya atau memanaskan zat cair maka zat cair tersebut akan memuai, bahkan dengan menaikan suhu yang sama pemuaian zat cair akan lebih besar daripada zat
4
padat. 5etinggian air pada pipa kapiler sebelum dipanaskan berada di bawah, begitu dimasukkan ke dalam air hangat ketinggiannya meningkat, selanjutnya ketinggiannya bertambah lagi ketika dimasukkan ke dalam air panas. #erlebih ketika langsung dikenai panas oleh alat pemanas sampai mendidih, airnya mencapai
puncak
tertinggi
bahkan
keluar
meluber
dari
pipanya.
"ertambahnya tinggi air pada saat terkena panas menunjukkan adanya pemuaian pada zat cair. Selain zat cair, pipa kapiler dan tabung erlenmeyer pun ikut memuai. Pemuaian pada pipa dan tabung itu tidak begitu terlihat apabila dibandingkan dengan pemuaian pada zat cair. 6engan demikian, pemuaian pada zat cair lebih besar daripada pemuaian zat padat.
Pemuaian pada zat cair menyangkut dimensi volume. "esarnya nilai pemuaian pada beberapa jenis zat cair berbeda-beda. Pemuaian pada alkohol lebih besar daripada pemuaian gliserin. Pemuaian pada minyak para8in lebih besar daripada pemuaian gliserin. Pemuaian pada gliserin lebih besar daripada pemuaian pada raksa. Pemuaian pada alkohol lebih besar dari pemuaian air. Pemuaian pada air lebih besar daripada pemuaian minyak kelapa. 6engan demikian, pemuaian pada zat cair dipengaruhi oleh jenis zat cairnya. Untuk dapat membedakan pemuaian antara satu jenis zat cair dengan zat cair lainnya, berikut ini tercantum nilai koe8isien muai volume pada beberapa jenis zat cair.
N*
-enis Zat Cair
K*e,isien uai /*lue atau Ruang
. ).
4lkohol 2methil3
7,770
(.
4lkohol 2ethil3
7,77
0.
+inyak Para8in
7,7779
1.
:liserin
7,777*
Ta'el (.( 5oe8isien +uai ;olume pada "eberapa
=luida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. ;iskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan
5
gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu 8luida.
Perlu diketahui bahwa viskositas a tau kekentalan hanya ada pada 8luida riil 2rill > nyata3. =luida riil?nyata itu 8luida yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, seperti air, sirup, oli, asap knalpot, dan lainnya. =luida riil berbeda dengan 8luida ideal. =luida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. =luida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran 8luida 28luida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasan =luida 6inamis3. Seperti kita menganggap benda sebagai benda tegar, namun dalam kehidupan sehari-hari sebenarnya tidak ada benda yang benar-benar tegar?kaku. #ujuannya sama, agar kita dapat menganalisis menjadi lebih sederhana. Sedangkan =aktor-8aktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi larutan, dan berat molekul solute. 24sih, dkk, 077 % 11-1&3 Si8at pemuaian zat cair , yang lebih besar dibandingkan dengan pemuaian zat padat menjadi dasar dari cara bekerjanya termometer raksa dan termometer alkohol. Pemuaian pada air akan mengalami keanehan. 4pabila kita
6
mengamati perubahan air pada saat dipanaskan sampai suhu &(! akan menampakkan keanehan. Pada kondisi tersebut, permukaan air menurun yang berarti volumenya mengecil, sedangkan massa jenisnya terbesar. Peristiwa keanehan air pada suhu tersebut disebut anomali air . 5husus untuk air, pada kenaikan suhu dari 7@ ! sampai &@ ! volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air . /leh karena itu, pada suhu &@! air mempunyai volume terendah. $ubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada gra8ik berikut
+ra,ik (.(. Hu'ungan antara /*lue 2engan Su%u air
Pada suhu &@ !, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar.
7
Secara umum dapat dikatakan bahwa zat akan mengalami pemuaian jika dipanaskan. amun, pemuian dan penyusutan pada zat seperti yang telah dijelaskan, tidak berlaku sepenuhnya pada air dan bismuth. Sebagai contoh, volume air akan menyusut 7
sampai & !. Peristiwa 7
jika
temperaturnya
dinaikkan
dari
7
7 !
tersebut dinamakan anomali. 6i atas temperatur
7
7 ! sampai & ! air memenuhi hukum pemuaian. 7
mengakibatkan penyusutan volume air hingga pada temperatur & ! jika air tersebut terus dipanaskan, air pun akan memuai, seperti lazimnya zat-zat 7
yang lain. "agaimana kondisi es dan air pada temperatur 7 ! untuk massa yang samaB ;olume es akan lebih besar daripada volume air. $al ini berarti bahwa massa massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air karena massa jenis es berbanding terbalik dengan volume untuk massa yang sama. 2$alliday, 07%&C0-&C13
8
III. PROSEDUR PERCOBAAN
A.
Alat 2an 'a%an
4lat dan bahan yang digunakan pada percobaan sebagai berikut % o. 4lat dan "ahan . #eko Listrik
:ambar
+a'ar 0.). #eko Listrik
0.
#ermometer
buah
+a'ar 0.(. #ermometer
1.
/li, tutup
pipa karet
kapiler,
0 buah
satu
lubang
+a'ar 0.0. /li
9
&.
+inyak,
pipa
kapiler,
tutup
07 butir
karet satu lubang
B.
+a'ar 0.1. +inyak
*.
"ak Plastik
buah
+a'ar 0.&. "ak Plastik
.
Penggaris
buah
+a'ar 0.3. Penggaris Langka% Per"*'aan
Langkah percobaan pemuaian zat cair sebagai beikut % . +enyediakan alat dan bahan, oli dan minyak sudah berada dalam labu erlenmeyer. 7 0. memanaskan air menggunakan teko listrik hingga mencapai suhu *7 ! dan mengukur suhu menggunakan termometer. 1. kemudian memasukan ke dalam bak kaca yang telah terisi labu erlenmeyer zat cair minyak dan oli. &. selanjutnya mengamati lalu mengukur suhu dan tinggi zat cair pada pipa kapiler selama dua menit. *. mencatat perubahan suhu dan tinggi zat cair pada pipa kapiler.
10
7
7
. mengulangi langkah percobaan 0-* dengan mengganti suhu 7 !, '7 ! 7
dan C7 !.
11
I/. HASIL PEN+AATAN DAN PEBAHASAN
A. Hasil Pengaatan
$asil pengamatan dari percobaan berupa tabel sebagai berikut. 5enaikan Permukaan 2mm3 at !air
Permukaan at !air Setelah 0 +enit 7
7
7
7
*7 !
7 !
'7 !
C7 !
+inyak
0
1
*
*
aik
/li
0.*
*
*
'
aik
Ta'el 1.) $asil Pengamatan pemuaian zat cair B. Pe'a%asan
Pada percobaan alat dan bahan yang digunakan adalah termometer 0 buah, teko listrik, labu erlenmeyer 0 buah, karet satu lubang 0 buah, pipa kapiler 0 buah, bak plastik, minyak dan oli. Pertama kita memanaskan air pada teko 7
listrik hingga mendidih dan suhunya mencapai *7 ! lalu menuangkannya pada bak kaca yang diletakkan dua labu erlenmeyer yang telah diisi minyak dan oli. Selanjutnya mengukur suhu air pada bak kaca tersebut dan mengukur tinggi zat cair dengan penggaris secara bersamaan selama dua menit. Setelah dua menit, kita mengamati tinggi zat cair pada suhu tertentu lalu mencatat pada tabel hasil pengamatan.
#ujuan pada percobaan ini adalah mengetahui pengaruh suhu terhadap pertambahan volume beberapa zat cair di dalam tabung. "erdasarkan tabel
12
hasil pengamatan, semakin besar nilai suhu semakin besar pula nilai pertambahan volume pada zat cair minyak dan oli di dalam tabung. Pada
13
7
7
minyak suhu *7 ! kenaikan permukaan 0 mm, suhu 7 ! 1 mm, pada suhu 7
7
7
'7 ! dan C7 ! * mm. Pada oli suhu *7 ! kenaikan permukaan 0,* mm, suhu 7
7
7
7 ! * mm, pada suhu '7 ! * mm dan C7 ! ' mm. +aka hubungan suhu terhadap pertambahan volume beberapa zat cair di dalam tabung adalah berbanding lurus. Pada percobaan Dgon Sastra 07, percobaan pemuaian zat cair dengan suhu &'(! dan zat cair minyak sayur, oli, dan spritus diperoleh hasil permukaan zat cair setelah * menit adalah naik. Pada percobaan ini diketahui bahwa setiap zat cair yang dipanaskan akan mengalami pemuaian volume yang berbeda beda, meskipun dipanaskan pada suhu yang sama dan ketiga zat cair tersebut pada pipa kapiler sebelum dipanaskan berada di ketinggian yang sama juga, yaitu & cm. 5etinggian ketiga zat cair tersebut bertambah lagi ketika dimasukkan ke dalam air panas, yaitu minyak goreng mengalami kenaikan permukaan , cm, oli ,* cm dan spiritus mencapai puncak tertinggi pipa kapiler bahkan keluar dari pipanya. "ertambahnya tinggi zat cair pada saat terkena panas menunjukkan adanya pemuaian pada zat cair. Sedangkan proses pemuaian zat cair yaitu apabila kita menaikan suhunya atau memanaskan zat cair maka zat cair tersebut akan memuai. 5etinggian air pada pipa kapiler sebelum dipanaskan berada di bawah, begitu dimasukkan ke dalam air hangat ketinggiannya meningkat, selanjutnya ketinggiannya bertambah lagi ketika dimasukkan ke dalam air panas. Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. $al ini disebabkan pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Percobaan pemuaian zat cair dari hasil pengamatan sesuai dengan tinjauan pustaka dan dasar teori karena sama-sama mengalami
pemuaian zat cair yaitu
14
bertambahnya volume suatu zat akibat meningkatnya suhu zat tersebut, namun pertambahan volume muai air hanya mengalami pertambahan sedikit 7
7
dan ada yang konstan dengan suhu '7 ! dan C7 ! pada minyak, sedangkan 7
7
pada oli volume konstan atau tetap dengan suhu 7 ! dan '7 !.
$ubungan antara pertambahan volume 2 ∆ T
∆ V
3 terhadap pertambahan suhu 2
3 dalam bentuk gra8ik sebagai berikut.
6 5
f(x) = 0.11x - 3.4
4 perta mbahan #$%ume
∆ (mm)
3 2 1 0 45 50 55 60 65 70 75 80 85 pertambahan uhu
+ra,ik 1.). $ubungan 2
∆ V
3 terhadap 2
∆ T
∆ (!")
3 pada minyak
Pada gra8ik di atas tebukti bahwa semakin besar nilai volume semakin besar juga nilai suhu. $al ini berarti volume yang bertambah bergantung pada suhu. 7
Pada gra8ik terdapat kesalahan pada kenaikan volum pada suhu '7 ! dan 7
C7 !, yaitu tetap. Selain itu pertambahan volume dan suhu hanya sedikit dari volume dan suhu awal.
15
8 7 f(x) = 0.14x - 3.9
6 5 4 3 2 1 0 45
50
55
60
65
70
+ra,ik 1.(. $ubungan 2
∆ V
75
80
3 terhadap 2
∆ T
85
3 pada oli 7
Pada gra8ik terdapat kesalahan pada kenaikan volume pada suhu 7 ! dan 7
'7 !, yaitu tetap. Selain itu pertambahan volume dan suhu hanya sedikit dari volume dan suhu awal. Selain itu, berdasarkan dasar teori ada pengecualian 7
7
ketika air dipanaskan pada suhu 7 ! E & !. Pada suhu tersebut, air yang dipanaskan akan menyusut dan pada suhu tersebut air memiliki massa jenis 7
terbesar. Setelah melewati suhu & ! air akan memuai, ini disebut anomali air. Pada gra8ik hubungan 2
∆ V
3 terhadap 2
∆ T
3 minyak dan oli, zat tersebut
7
mengalami pemuaian dengan suhu di atas & !. $al ini sesuai dengan teori dasar. Pengaruh kekentalan 2viskositas3 bahan 2zat cair3 terhadap suhu sebagaimana telah dijelaskan pada dasar teori. ;iskositas atau kekentalan merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu 8luida.
16
molekul yang membentuk suatu zat cair saling gesek-menggesek ketika zat cair tersebut mengalir. 5ekentalan zat cair dapat ditentukan, biasanya zat cair yag lebih kental akan sulit mengalir. #ingkat kekentalan suatu zat cair salah satunya bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu suatu zat cair, semakin mengurangi kekentalan zat cair tersebut. 5ita ketahui bahwa oli lebih kental daripada minyak. +aka seharusnya minyak yang mengalami kenaikan zat lebih cepat daripada oli, namun pada percobaan, oli mengalami kenaikan paling cepat dan paling tinggi. $al ini tidak sesuai dengan teori, percobaan tidak berhasil. 5endala yang dialami praktikan adalah saat mengukur suhu ketika air sudah ada di bak kaca dan mengukur berapa ketinggian zat cair minyak dan oli karena mata yag kurang sejajar dan keragu-raguan praktikan. 4kibatnya praktikan melakukan kesalahan saat mengukur tinggi minyak dan oli setelah diberi air panas dengan suhu berbeda dan kesalahan pada saat menggunakan alat. #ernyata karet pada labu erlenmeyer longgar sehingga mempengaruhi saat mengukur tinggi zat cair pada labu tersebut.
17
/. PENUTUP
A. Kesi4ulan
5esimpulan yang diperoleh setelah
melakukan
percobaan mengenai
pemuaian zat cair sebagai berikut % . Proses pemuaian zat cair yaitu apabila kita menaikan suhunya atau memanaskan zat cair maka zat cair tersebut akan memuai. 0. Pada percobaan hubungan antara pertambahan volume 2 pertambahan suhu 2
∆ T
∆ V
3 terhadap
3 adalah berbanding lurus, yaitu semakin besar
nilai suhu semakin besar pula nilai pertambahan volume pada zat cair minyak dan oli di dalam tabung. 1. #ingkat kekentalan suatu zat cair salah satunya bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu suatu zat cair, semakin mengurangi kekentalan zat cair tersebut. &. $al ini tidak sesuai dengan teori. Seharusnya semakin tinggi suhu semakin tinggi pula volume zat cair, namun pada percobaan ada yang tetap. Lalu pada kekentalan zat cair, seharusnya semakin kental zat tersebut maka semakin sulit untuk mengalir. Pada percobaan, oli mengalami kenaikan pertambahan volume yang sangat cepat. B.
Saran
Pada percobaan mengenai pemuaian zat cair dibutuhkan kecermatan dalam mengamati pertambahan suhu dengan termometer, yaitu mata harus sejajar. Praktikan menyarankan saat mengukur volume awal zat cair harus dengan mata sejajar dan mengamati alat dan bahan sebelum digunakan agar tidak terjadi kesalahan praktikum.
18
DA5TAR PUSTAKA
4sih, dkk. 077. Modul Penunjang Pembelajaran Fisika Untuk SMA/MA Kelas X Semester II.
Hnc.
Puspita, abila. 07*. My !log" #a$oran Pengamatan Pemuaian. 6iakses dari http%??nabila8irdidiary.blogspot.co.id?07*?7?laporan-pengamatan
pemuaian.html. Pada Sabtu, 09 4pril 07'. Pukul 9.1' GH".
Sastra. Dgon. 07. #KM % #a$oran Praktikum Pemuaian &olume 'at (air . http%??tokohtokohduniaku.blogspot.co.id?07?71?lkm-laporan-praktikum
pemuaian-volume.html. Pada Sabtu, 09 4pril 07'. Pukul 9.1' GH".
19
20
21
22
23
24
25
LAPIRAN
