Pemuaian Zat Padat, Cair, dan Gas 2
Pemuaian Zat Padat, Cair, dan Gas peristiwa perubahan perubahan geometri Pemuaian Zat Padat, Cair, dan Gas- Pemuaian zat adalah peristiwa dari dari suatu suatu benda benda karena karena pengar pengaruh uh panas panas (kalor (kalor). ). Peruba Perubahan han geomet geometri ri ini bisa bisa melipu meliputi ti bertambahnya panjang, lebar, maupun olume. Pemuaian biasanya diiringi dengan kenaikan suhu zat. !obat mungkin pernah melihat rel kereta yang bengkok, itu adalah "ontoh peristiwa pemuaian (yang merugikan). !elain "ontoh pemuaian yang merugikan, masih banyak "ontoh pemuaian yang menguntungkan. #isalnya saja pemuaian "airan merkuri pada termometer. !elain termometer, masih ada "ontoh sederhana yang bisa kita lihat dari pemuaian bimetal. Pemuaian bimetal ini banyak digunakan di alat$alat listrik seperti setrika dan sekring yang prinsipnya sebagai sa%ety tool dari kebakaran maupun korsleting. Jenis-jenis pemuaian zat 1. Pemuaian Zat Padat Pemuaian zat padat merupakan peristiwa bertambah panjang, lebar, atau olume suatu benda padat karena pengaruh panas (kalor). Contoh pemuaian pe muaian zat padat seperti pemuaian rel kereta yang telah disebutkan tadi.
&enis$jenis Pemuaian Zat Padat 'enda padat pada prinsipnya mengalami pemuaian di semua bagian benda tersebut (olume) tapi guna memudahkan mempelajarinya, pemuaian zat padat dibagi menjadi a. Pemuaian Panjang Pemuaian panjang adalah pertambahan panjang benda akibat pengaruh suhu ( dimensi). Coba amati kabel listrik yang terlihat lebih kendor di siang hari jika dibanding pada pagi hari, itulah "ontoh dari muai pemuaian panjang. 'esarnya pemuaian zar tergantung pada konstanta muai panjang zat dan nilai konstanta tersebut akan berbeda$beda untuk tiap zatnya. *lat yang
digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah muss"henbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula$mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
+umus pemuaian panjang Δx= Lo. α. ΔT
/o 0 1 selisih suhu L L = Lo 1 + α.ΔT!
besarnya
pemuaian panjang konstanta
=
/ /o panjang mula$mula
Lo
panjang
tabel koe%isien muai panjang beberapa zat padat
N o
1 2 3 4 5 6 7 8
Jenis zat
Aluminium Perunggu Baja Tembaga Kaca Pirek Berlian Graft
Alpha( /0C) 0,00002 4 0,00001 0,00001 1 0,00001 7 0,00000 0,00000 3 0,00000 1 0,00000 8
panjang mula$mula pemuaian
+
setelah
Δx
dipanaskan
"ontoh soal pemuaian panjang !ebuah logam pada mulanya memiliki panjang 2 "m. 3emudian menerima kalor dan suhunya naik sebesar 4 derajat. &ika koe%isien muai panjang logam tersebut adalah ,5 oC #aka berapa panjang logam tersebut setelah suhunya naik6 Pembahasan / / / / ,2.,4 ,28 m
/o
( ,2. ,2.
7
0.1) (7,.4) (7,4)
berikut ini ada penjelasan singkat pemuaian panjang dalamm bentuk ideo yang saya dapatkann dari youtube berjudul pemuaian panjang dilihat dari segi mikroskopik b. Pemuaian /uas Contoh pemuaian luas yang bisa sobat amati adalah pada pemanasan lempeng tipis logam. /empeng tipis logam akan mengalami penambahan luas setelah dipanaskan. 3emampuan suatu benda untuk mengalami pemuaian luas sangat ditentukan oleh koe%isien muai luas dilambangkan dengan 9, :engan nilai 9 20. +umus Pemuaian /uas Δ" " " = "$ 1+#.ΔT!
= "o
=
*o * * 9 1 selisih suhu (kenaikan suhu)
/uas luas
+
!ebelum setelah penambahan
koe%isien
muai
"o.#.ΔT Δ"
dipanaskan pemanasan luas luas
"ontoh soal pemuaian luas sebuah lempeng logam mula$mula mempunyai luas "m 2 lalu menerima kalor sehingga suhunya naik ; oC, jika koe%isien muai panjang lempeng logam tersebut adalah ,5 oC maka berapa pertambahan luas lempeng logam tersebut6 * * * .2.,.; , m2
*o.9.1 *o.20.1
". Pemuaian
= %o
+
%o.&.ΔT Δ%
<
penambahan olume kenaikan
olume awal suhu
Contoh Soal Pemuaian Volume !ebuah kubus dengan rusuk "m dan koe%isien muai panjang ,5 oC. 3ubus tersebut diberi kaalor sehingga suhu awalnya yang oC mejadi 8oC, berapakah pertambahan olume dan olume akhir kubus tersebut6 Pembahasan < < < < < 7 ; ; "m2
; 7
2. Pemuaian Zat Cair Pada zat "air pemuaian yang terjadi hanya pemuaian olume, tidak ada pemuaian panjang dan luas. >ni terkait dengan si%at dar zat "air sendiri yang bentuknya berubah$ubah sesuai dengan bentuk wadah yang ditempatinya. Coba sobat isi penuh sebuah pan"i dengan air kemudia panaskan, beberapa saat kemudian akan ada air yang tumpah dari pan"i tersebut, itulah salah satu "ontoh pemuaian zat "air. #asih banyak lagi "ontoh$"ontoh pemuaian zat "air yang bisa sobat temukan. rumus pemuaian zat "air se"ara matematis rumus pemuaian zat "air sama dengan rumus pemuaian olume pada pemuaian zat padat. 'esarnya pemuaian zat "air ditentukan dari koe%isien muai olume nya b . Δ% = %o.'.ΔT
dengan b adalah koe%isien muai olume zat "air. ?ilai b ini berbeda dengan = atau koe%isien muai olume zat padat. < penambahan olume yang terjadi. 1 selisih suhu. "ontoh soal pemuaian zat "air !ebuah pan"i berisi air penuh dengan olume 4 liter. *ir dalam pan"i tersebut kemudian di panaskan sehingga mengalami kenaikan suhu sebanyak 8 !"# Bera%aka& '!lume air
(ang akan tum%a& )ari %anci ter*ebut+ k!ef*ien muai air - 0,004.!" Pemba&a*an /!lume air (ang tum%a& *ama )engan %enamba&an '!lume air akibat %emana*an, ja)i
< < < ,28 liter
liter.0,004#80
4
Pemuaian Zat Gas( Pemuaian Gas
Gas juga megalamai pemuaian layaknya pada pemuaian zat "air dan zat padat. 3husus untuk pemuaian zat ini agak berbeda dengan pemuaian zat padat dan pemuaian zat "air. *da satu ariabel yang sangat menentukan pemuaia zat gas yaitu tekanan. !obat muengkin pernah melihat balon yang kepanasan tiba$tiba meletus, itu salah satu "ontoh sederhana pemuaian gas. @ukum yang menjelaskan tentang pemuaian zat gas a. Hukum Gay Lussac P% = n)T
P V n R T
= tekanan (atm) = volume (L) = mol zat = 0
0
0,0082
0
= suhu ( K), x C = (x + 27) K
hukum Gay /ussa" menyatakan bahwa pada tekanan tetap olume gas sebanding dengan suhu gas mutlak tersebut sehingga <51 n+51 tetap karena perbandingan olme dan suhu tetap, maka perbandingan olume dan susu sebelum dan sesudah pemuaian juga akan tetap. !ehingga persamaannya menjadi %o AB pemuaian *= *T1 dengan 1 suhu dalam satuan kelin
gas
pada
tekanan
tetap
%1 (>sobar) T
b. Hukum Boyle hukum boyle menyatakan bahwa pada batas$bats tertentu suhu rendah yangp, berlaku bbahwa hasil perkaian antara tekanan dan olume selalu tetap. !e"ara matematis rumusnya P% = n)T = tetap
karena perkalian tekanan dan olume selalu tetap, maka perkalian olume dan olume sebelum dan sesudah pemuaian juga tetap. jadi persamaan rumusnya P1.%1 =P.% pemuaian as pada su/u tetap isoterma0!
". @ukum 'oyle$Gay /ussa"
!esuai namanya hukum ini merupakan perpaduan antara hukum boyle dengan hukum lussa". @ukum ini menyatakan bahwa dalam pemuaian zat gas perkalian olume dengan tekanan dibagi suhu selalu tetap. P1.%.1 ** T1
=
***-
=
P.% tetap
T
Contoh !oal Pemuaian Gas Pada tekanan tetap, sebuah gas memiliki olume 2 "m pada suhu 2, pada sushu 2 berapakah olume gas tersebut. Pembahasan 3ita
bisa
menggunakan
25(272) 25 < 25 E 4 2FF, F "m 3
rumus
boyle < D$
<5(272) <54
Conto/ Pemuaian
Jenis Pemuaian Zat
Pemuaian Zat padat
Conto/ Pemuaian Zat
. +el 3ereta *pi yang bengkok
karena panas 2. 3abel listrik5telepon yang
lebih kendur ketika siang hari . 'imetal pada alat$alat listrik
seperti pada setrika yang akan mati sendiri ketika sudah terlalu panas. 4. Pemuaian pada ka"a rumah. ;. #engeling Pelat /ogam
mumnya dilakukan pada pembuatan "ontainer dan badan kapal besar.
hukum
F. Pemasangan 'an 'aja pada
+oda /okomoti% :ilakukan dengan "ara memanaskan ban baja hingga memuai kemudian dipasangkan pada poros roda,setelah dingin akan menyusut dan mengikat kuat.
. 1ermometer #eman%aatkan
pemuaian zat "air (raksa atau alkohol) pada tabung thermometer. Pemuaian Zat Cair
2. *ir dalam pan"i akan meluap
ketika dipanaskan. (selain dipengaruhi oleh koneksi kalor peristiwa ini juga dipengaruhi oleh pemuaian air)
. 'alon yang meletus terkena
Pemuaian (zat) Gas
panas. 2. +oda kendaraan yang
meletus terkena panas
!ebenarnya masih banyak lagi "ontoh pemuaian zat di kehidupan kita. !obat bisa "oba mengamatinya sendiri. an2aat dan 3eruian Pemuaian Zat
'enar kata pepatah semua itu ada baik dan buruknya termasuk juga pemuaian. 'eberapa pemuaian zat yang tidak terkendali bisa menjadi sesuatu yang merugikan seperti rel kereta yang bengkok atau ban kendaraan yang pe"ah tiba$tiba karena terlalu panas. >ni bisa menyebabkan ke"elakann yang %atal. Hang paling penting adalah kita mengatisipasinya sebaik mungkin seperti membuat jarak antar rel atau membuat ban dari bahan yang tidak mudah memuai. !elain merugikan masih banyak juga man%aat dari pemuaian zat sepeti pemuaian bimetal yang digunakan untuk pengamanan alat$alat listrik dari kebakaran atau
korsletting dan juga pemakaian listrik berlebih. Ikey sekian dulu pemuaian zatnya, semoga berman%aat.
