Pada zat padat, bisa terjadi tiga jenis pemuaian, yaitu pemuaian panjang, luas, dan volume. Pemuaian Panjang Pemuaian panjang adalah pertambahan ukuran panjang suatu benda dari panjangnya semula karena kenaikan suhu. Pemuaian panjang umumnya terjadi pada benda berbentuk batang. Contoh pemuaian panjang zat padat adalah pada kawat dan rel kereta api. Kawat listrik yang terbuat dari tembaga dapat memuai pada siang hari karena adanya kenaikan suhu akibat terik matahari. Sedangkan, pada rel kereta api seringkali terjadi pembengkokan karena mengalami pemuaian panjang ketika suhunya meningkat. Alat untuk menyelidiki atau mengukur besarnya pemuaian panjang zat padat disebut musschenbroek. Cara kerjanya adalah ketika batang logam dipanaskan, batang tersebut akan memuai sehingga mendorong jarum skala musschenbroek yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang. Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang awal benda, koefisien muai panjang benda, dan besarnya kenaikan suhu. Koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda setiap satuan panjang saat mengalami kenaikan suhu 1 oC. Koefisien muai panjang disimbolkan dengan α alfa. Koefisien muai panjang suatu zat padat bergantung pada jenis zat atau bahan. Berikut ini adalah tabel contoh nilai koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat Zat Padat Koefisien Muai Panjang /oC Aluminium 2,4 x 10-5 Kuningan 1,9 x 10-5 Tembaga 1,7 x 10-5 Kaca Biasa 0,9 x 10-5 Kaca Pyrex 0,32 x 10-5 Baja 1,1 x 10-5 Bila panjang mula-mula sebuah benda yang bersuhu T0 adalah L0, maka panjang benda setelah dipanaskan hingga suhu T dapat diketahui melalui rumus pemuaian panjang ΔL = L0 . α . ΔT, atauLt = L0 + L0 . α . ΔT, atauLt = L0 {1 + αT - T0} Keterangan ΔL Lt - L0 = pertambahan panjang benda mΔT T - T0 = perubahan suhu oC Lt = panjang benda setelah dipanaskan m L0 = panjang benda mula-mula m α = koefisien muai panjang /oC T = suhu benda setelah dipanaskan oC T0 = suhu benda mula-mula oCSementara itu, rumus koefisien muai panjang dituliskan dengan persamaanα = ΔL / L0 . ΔT Pemuaian LuasPemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda dari luasnya semula karena kenaikan suhu. Pemuaian luas umumnya terjadi pada benda berbentuk keping atau lempengan. Contoh pemuaian luas zat padat adalah kaca, seperti kaca pada jendela. Itulah sebabnya mengapa sehingga bingkai jendela dibuat lebih besar daripada luas kaca sehingga terdapat celah kosong antara kaca dan bingkai jendela. Tujuannya adalah ketika kaca memuai akibat cuaca panas, kaca tidak menekan bingkai karena masih ada celah kosong sehingga kaca tidak pecah. Pemuaian luas dipengaruhi oleh luas awal benda, koefisien muai luas benda, dan besarnya kenaikan suhu. Koefisien muai luas adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan luas benda setiap satuan luas saat mengalami kenaikan suhu 1 oC. Koefisien muai luas disimbolkan dengan β beta. Apabila luas sebuah lempengan benda yang bersuhu T0 adalah A0, maka luas lempengan tersebut setelah dipanaskan hingga suhu T dapat diketahui melalui rumus berikut ΔA = A0 . β . ΔT, atauAt = A0 + A0 . β . ΔT, atauAt = A0 {1 + βT - T0}, atauAt = A0 {1 + 2αT - T0} β = 2 . α Keterangan ΔA At - A0 = pertambahan luas benda m2ΔT T - T0 = perubahan suhu oC At = luas benda setelah dipanaskan m2 A0 = luas benda mula-mula m2 β = koefisien muai luas benda /oC T = suhu benda setelah dipanaskan oC T0 = suhu benda mula-mula oCSementara itu, rumus koefisien muai luas dituliskan dengan persamaanβ = ΔA / A0 . ΔT Pemuaian Volume Ruang Pemuaian volume ruang adalah pertambahan ukuran volume suatu benda dari volumenya semula karena kenaikan suhu. Pemuaian volume umumnya terjadi pada benda berbentuk balok atau bola. Contoh pemuaian volume ruang zat padat adalah pada bola logam yang tergantung dan dikeliling cincin. Pada keadaan awal, bola dan cincin logam tidak bersentuhan karena terdapat jarak antara keduanya. Kemudian, bola logam itu dipanaskan di atas api pembakar selama waktu tertentu. Setelah bola logam dipanaskan, ternyata tidak ada jarak antara bola logam dan cincin. Hal tersebut terjadi karena bola logam yang merupakan benda padat memuai ketika dipanaskan, ukuran volume bola bertambah besar dibanding ukuran semula. Pemuaian volume dipengaruhi oleh volume awal benda, koefisien muai volume benda, dan besarnya kenaikan suhu. Koefisien muai volume adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan volume benda setiap satuan volume saat mengalami kenaikan suhu 1 oC. Koefisien muai volume disimbolkan dengan γ gamma. Apabila volume sebuah benda yang bersuhu T0 adalah V0, maka volume benda setelah dipanaskan hingga suhu T dapat diketahui melalui rumus pemuaian volume berikut ΔV = V0 . γ . ΔT, atauΔV = V0 . 3α . ΔT, atauVt = V0 {1 + γT - T0}, atauVt = V0 {1 + 3αT - T0} γ = 3 . α Keterangan ΔV Vt - V0 = pertambahan volume benda m3ΔT T - T0 = perubahan suhu oC Vt = volume benda setelah dipanaskan m3 V0 = volume benda mula-mula m3 γ = koefisien muai volume /oC T = suhu benda setelah dipanaskan oC T0 = suhu benda mula-mula oCSementara itu, rumus koefisien muai volume dituliskan dengan persamaanγ = ΔV / V0 . ΔT 2. Pemuaian Zat Cair Zat cair hanya mengalami pemuaian volume saja. Proses pemuaian zat cair lebih cepat dari pemuaian zat padat. Contoh pemuaian volume zat cair adalah air dalam panci yang dipanaskan di atas kompor. Air yang menerima panas akan mengalami pemuaian volume yang ditandai dengan tinggi muka air dalam panci naik. Alat yang digunakan untuk menyelidiki atau mengukur pemuaian zat cair disebut dilatometer, yaitu sebuah labu kaca yang mempunyai pipa kecil dan dilengkapi skala. Cara kerja alat ini, dilatometer diisi suatu jenis cairan, misalnya alkohol, hingga garis nol. Kemudian, labu berisi alkohol ini dicelupkan ke dalam sebuah bak yang berisi air panas. Mula-mula permukaan alkohol sedikit turun, kemudian naik dengan cepat melampaui kedudukan semula. Hal ini disebabkan pemuaian alkohol lebih besar daripada pemuaian kaca labu. Pada umumnya, zat cair akan memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan. Besarnya pemuaian dipengaruhi oleh koefisien muai volume yang bergantung pada jenis zat cair. Berikut ini adalah tabel nilai koefisien muai dari beberapa jenis zat cair Zat Cair Koefisien Muai Volume /oC Etil Alkohol 1,12 x 10-4 Gliserin 4,85 x 10-4 Raksa 1,82 x 10-4 Air 4 x 10-4 Aseton 1,5 x 10-4 Benzena 1,24 x 10-4 Namun, khusus untuk air terdapat anomali ketika ia berada pada suhu 0 oC hingga suhu 4 oC. Keadaan inilah yang lazim disebut dengan istilah anomali air. Air apabila mengalami pemanasan dari suhu 0 oC hingga suhu 4 oC, maka air akan menyusut. Sebaliknya, apabila mengalami pendinginan dari suhu 4 oC hingga 0 oC, air justru memuai. 3. Pemuaian Zat Gas Sama dengan zat cair, pada gas hanya terjadi pemuaian volume saja. Pemuaian gas lebih cepat dari pemuaian zat padat dan cair. Gay-Lussac menyatakan bahwa besarnya koefisien muai volume untuk semua gas adalah sama besar, yaitu 1/273 oC atau 0,003663 /oC. Umumnya, ketika gas dipanaskan pada suhu tertentu, maka volumenya akan bertambah. Bukti bahwa gas memuai jika dipanaskan adalah balon karet berisi gas/udara akan meletus ketika dipanaskan. Namun, pemuaian gas tidak hanya disebabkan oleh suhu saja, tetapi bisa juga disebabkan oleh tekanan. Terdapat suatu kondisi di mana gas pada ruang tertutup suhunya dijaga tetap, tetapi tekanannya diperkecil dari tekanan awal, maka volume gas akan bertambah. Pemuaian gas dibedakan menjadi tiga macam, yaitu Pemuaian gas pada suhu tetap isotermal Pemuaian gas pada tekanan tetap isobar, dan Pemuaian gas pada volume tetap isokhorik Pemuaian Gas Suhu Tetap Isotermal Pada proses isotermal, suhu gas tetap sehingga perubahan energi dalam sistem sama dengan nol karena energi dalam hanya bergantung pada suhu awal isotermal dapat diperoleh dengan menempatkan gas pada wadah yang berdinding konduktor panas tipis yang ditempatkan pada reservoir yang suhunya tetap. Hukum yang berkaitan dengan pemuaian gas pada suhu tetap disebut Hukum Boyle, yang menyatakan bahwa Gas yang ditempatkan dalam ruang tertutup dengan suhu dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Pemuaian gas pada suhu tetap isotermal dirumuskan dengan persamaan P1 . V1 = P2 . V2 Keterangan P1 = Tekanan awal gas Atm V1 = Volume awal gas m3 P2 = Tekanan akhir gas Atm V2 = Volume akhir gas m3 Kalor yang masuk pada gas semuanya dilakukan untuk kerja sehingga gas berekspansi memuai. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap Isobarik Pemuaian gas pada tekanan tetap artinya menjaga agar tekanan di dalam wadah sama dengan tekanan di luar wadah pada saat suhu dinaikkan. Pada keadaan ini, partikel-partikel gas akan bergerak saling berdesakan ke segala arah. Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku Hukum Gay Lussac, yang menyatakan bahwa Gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Rumus pemuaian gas pada tekanan tetap dituliskan dengan persamaan V1/T1 = V2/T2 Keterangan V1 = Volume awal gas m3 T1 = Suhu awal gas oC V2 = Volume akhir gas m3 T2 = Suhu akhir gas oC Pemuaian Gas pada Volume Tetap Isokhorik Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yang menyatakan bahwa Jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Rumus pemuaian gas pada volume tetap dituliskan dengan persamaan P1/T1 = P2/T2 Dengan menggabungkan Hukum Boyle dan Hukum Gay Lussac, diperoleh persamaan = Manfaat dan Kerugian Pemuaian Prinsip pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari dapat memberikan keuntungan dan kerugian. 1. Contoh Manfaat Pemuaian Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan dan pemanfaatan prinsip pemuaian dalam kehidupan sehari-hari Termometer Prinsip pemuaian digunakan pada alat pengukur suhu termometer. Alat ini terdiri dari pipa kaca kapiler yang diisi dengan zat cair, seperti raksa dan digunakan untuk mengukur suhu, permukaan zat cair dalam pipa akan naik memuai dan akan sejajar dengan garis-garis skala pada pipa untuk menunjukkan Keping BimetalKeping bimetal adalah dua buah keping logam yang berbeda koefisien muainya dan dikeling menjadi satu. Logam yang umum digunakan adalah perunggu dan invar paduan nikel dan baja. Koefisien muai invar lebih kecil daripada bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Jika dipanaskan, keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil. Hal ini disebabkan logam yang koefisien muainya lebih kecil harus lebih pendek daripada logam yang koefisien muainya lebih besar. Sebaliknya, jika didinginkan, keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih bimetal dimanfaatkan pada alat-alat, seperti sakelar termal, termostat bimetal, termometer bimetal, dan lampu tanda arah sen Pemasangan Bingkai Logam pada RodaPrinsip pemuaian juga dimanfaatkan pada pemasangan bingkai logam, seperti ban baja pada roda besi lokomotif. Pemasangan ini dilakukan dengan cara baja yang berdiameter lebih kecil daripada roda besi dipanaskan sehingga memuai dan diameternya menjadi lebih besar daripada diameter ban baja tersebut dipasangkan pada roda. Setelah dingin, ban baja akan menyusut sehingga menempel sangat kuat pada Pengelingan Pelat LogamMengeling adalah menyambung dua pelat dengan menggunakan paku keling. Paku keling dalam keadaan panas sampai berpijar putih dimasukkan ke dalam lubang keadaan tersebut, ujung paku keling dipukul rata. Setelah dingin, paku menyusut dan menjepit kedua pelat dengan sangat Contoh Kerugian Pemuaian Selain memiliki manfaat, proses pemuaian juga dapat mendatangkan masalah sehingga menyebabkan kerugian. Berikut ini beberapa contohnya Sambungan Rel Kereta Api Membengkoknya rel kereta api disebabkan adanya pemuaian akibat pemanasan sinar matahari. Bengkoknya rel kereta tersebut dapat mengakibatkan terjadinya kecelakaan sehingga pada ujung-ujung sambungan dibuat celah agar pada saat pemuaian tidak saling Celah Pemuaian pada Jalan Layang Pada siang hari panas, jalan layang akan mengalami pemuaian. Pemuaian ini akan mengakibatkan jalan menjadi mengatasi pemuaian tersebut, pada sambungan jalan dipasang celah baca sehingga terdapat ruang untuk pemuaian. Kaca JendelaPada saat cuaca panas, kaca jendela dapat pecah. Penyebabnya adalah pada saat terpanasi, tidak ada ruang untuk pemuaian sehingga kaca menekan dengan kuat pada bingkai kaca kaca jendela tidak pecah akibat cuaca panas, ukuran bingkai kaca jendela harus dibuat lebih besar daripada ukuran kaca sehingga terdapat celah untuk pemuaian. Contoh Soal Pemuaian Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang pemuaian dan jawabannya1. Mengapa pemuaian pada zat cair lebih besar daripada pemuaian pada zat padat?JawabKarena jarak partikel molekul zat cair lebih renggang dari zat padat sehingga lebih mudah memisahkan Pemuaian panjang dan lebar benda merupakan panjang dan lebar benda merupakan pemuaian luas. Jenis pemuaian ini sering terjadi pada benda berbentuk lempengan, contohnya Pada saat kita memanaskan air hingga mendidih, maka sebagian air akan tumpah. Hal ini disebabkan oleh...JawabDisebabkan oleh angka pemuaian air lebih besar dari angka pemuaian Prinsip kerja termometer raksa adalah... JawabTermometer raksa bekerja berdasarkan prinsip pemuaian volume air Mengapa pemuaian pada zat padat sukar diamati daripada pemuaian zat gas?JawabPemuaian zat padat sukar diamati karena pertambahan ukurannya kecil. Selain itu, zat padat cenderung diam saja, berbeda dengan zat cair dan gas yang bebas Apabila desain jendela tidak diberi ruangan pemuaian maka saat terjadi pemuaian, kaca akan...JawabJika kaca tidak diberi ruangan pemuaian, maka kaca akan Mengapa tutup botol dari logam yg dipanaskan akan mudah dibuka karena...JawabKarena pemuaian tutup botol lebih cepat dari pemuaian botol. Sehingga, tutup botol akan longgar dan mudah dibuka. Koefisien muai tutup botol yang terbuat dari logam lebih besar dari koefisien muai botol yang terbuat dari Soal 8 Sebatang besi yang panjangnya 50 cm pada suhu 20 oC, dipanaskan sampai mencapai suhu 120 oC. Hitunglah pertambahan panjang dan panjang akhir pada suhu 120 oC!JawabanDiketahuiBatang itu berbahan besi, artinya memiliki koefisien muai panjang α sebesar 0,000012 /oCL0 = 50 cmT0 = 20 oCT = 120 oCDitanyakana. ΔL...?b. Lt...? Penyelesaiana. Pertambahan panjang besi ΔL ΔL = L0 . α . ΔT = 50 . 0,000012 . 100 = 0,075 cmb. Panjang akhir besi LtLt = ΔL + L0 = 0,075 + 50 = 50,075 cmJadi, pertambahan panjang dan panjang akhir besi berturut-turut adalah 0,075 cm dan 50,075 Soal 9 Sebuah lempengan besi yang luasnya mula-mula 20 cm2 pada suhu 30 oC, kemudian lempengan besi dipanaskan hingga mencapai 110 oC. Jika koefisien muai panjang besi adalah 0,000012 /oC. Berapakah luasnya sekarang?Jawaban Diketahuiα = 0,000012 /oCA0 = 20 cm2T0 = 30 oCT = 110 oCDitanyakanAt...? PenyelesaianAt = A0 {1 + 2αT - T0} = 20 {1 + 2 . 0,000012 110 - 30 = 20 {1 + 0,000024 . 80} = 20 {1 + 0,0092} = 20 . 1,0092 = 20,0384 cm2Jadi, luas lempengan besi sekarang adalah 20,0384 cm2. Contoh Soal 10 Volume besi pada suhu 40 oC adalah 125 cm3. Jika koefisien muai panjang besi 0,000012 /oC, berapakah volume pada suhu 60 oC?JawabanDiketahuiα = 0,000012 /oCV0 = 125 cm3T0 = 40 oCT = 60 oCDitanyakanVt...? PenyelesaianVt = V0 {1 + 3αT - T0} = 125 {1 + 3 . 0,000012 60 - 40 = 125 {1 + 0,000036 . 20} = 125 {1 + 0,00072} = 125 . 1,00072 = 125,09 cm3Jadi, volume besi pada suhu 60 oC adalah 125,09 cm3. KesimpulanJadi, pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena disebabkan oleh kenaikan suhu. Terdiri dari pemuaian panjang, luas, dan volume pada zat padat, cair, dan gas. Gimana adik-adik, udah paham materi pemuaian di atas? Jangan lupa lagi dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga Hendri. 2010. Rumus Jitu Fisika SMP. Yogyakarta IndonesiaTera. Pauliza, Osa. 2008. Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan untuk SMK Kelas XI. Bandung Grafindo Media Pratama. Prasodjo, Budi dkk. 2009. Physics For Junior High School Year VII Bilingual. Jakarta Yudhistira.

Besarnyamuai volume: Volume air yang tumpah sama dengan penambahan volume air akibat pemanasan. ΔV = Vo.γ.ΔT. ΔV = 6 x 0,004 x 80. ΔV = 1,92 liter. Jadi volume air yang tumpah sebesar 1,92 liter. Baca juga : Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya.

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda yang diakibatkan oleh kenaikan suhu pada zat tersebut. Pemuaian terdapat tiga jenis, yaitu pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, dan pemuaian zat Zat PadatJika zat padat dipanaskan sehingga suhunya naik, maka molekul-molekul zat padat bergetar lebih cepat, tetapi gaya tarik menariknya makin kecil, sehingga jarak antara molekul-molekul zat padat yang bergetar semakin berjauhan. Keadaan yang demikian dikatakan benda itu jika zat padat mengalami penurunan suhun, maka gerak molekul-molekulnya semakin lambat dan gaya tarik menariknya makin kuat, sehingga molekul-molekul makin dekat satu sama lain. Hal ini berarti volume zat tersebut mengalami penyusutan atau pemuaian zat padat terjadi A. Muai panjang atau muai linier jika berbentuk batangContoh kabel listrik yang mengalami muai panjang, akibat terkena sinar matahari pada siang hari, sehingga suhu kabel adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentuUntuk menghitung panjang akhir setelah pemanasan, persamaan yang digunakan, yaitu B. Muai luas atau muai bidang jika berbentuk bidangContoh kaca pada jendela yang memuai, akibat terkena sinar matahari pada siang hari, sehingga kaca mengalami kenaikan yang digunakan untuk menghitung pertambahan luas benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu, yaituUntuk menghitung luas akhir setelah pemanasan, persamaan yang digunakan, yaituC. Muai volume atau ruang jika berbentuk balok, kubus, atau bolaContoh benda yang mempunyai bentuk balok, kubus, atau bola. Ketika mengalami kenaikan suhu sehingga memuai yang digunakan untuk menghitung pertambahan volume benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalahUntuk menghitung volume akhir setelah pemanasan, maka persamaan yang digunakan adalah Pemuaian zat padat berbeda-beda menurut jenisnya. Perbedaan pemuaian zat padat terletak pada besarnya koefisien panjang. Koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang setiap satuan panjang zat, jika suhunya dinaikan 1 °C atau 1 ° bawah ini adalah tabel koefisien muai panjang dari beberapa jenis bahanDari tablel di atas kita ambil contoh tembaga memiliki koefisien muai panjang 0,000017 / °C atau bisa juga ditulis 17x10-6 / °C. Artinya, tembaga yang penjangnya 2 meter jika dinaikan suhunya 1 °C, panjangnya akan bertambah 0,000017 meter, sehingga panjangnya menjadi 2,000017 Juga Massa Jenis ZatPemuaian Zat CairPemuaian zat cair sama dengan pemuaian volume atau ruang. Karena sesuai dengan sifat zat cair yang selalu menyesuaikan dengan wadahnya. Zat cair akan memuai jika dipanaskan atau suhunya dinaikan. Namun, pemuaian zat cair lebih besar dari pada zat padat, pemuaian zat cair berbeda-beda tergantung dari setiap bawah ini adalah contoh koefisien muai volume dari beberapa zat kehidupan sehari-hari, pemanfaatan dari pemuaian zat cair ini dapat kita lihat pada termometer raksa dan termometer alkohol. Keduanya memiliki prinsip kerja yang sama, ketika suhu naik zat cairnya akan memuai, dari situ dapat kita amati menghitung pemuaian zat cair, dapat kita gunakan persamaan pemuaian volume. A. Anomali airAdalah sifat kekecualian air. Air ini berbeda dengan zat lainnya. Jika zat lain dipanaskan, maka zat tersebut akan memuai. Namun, berbeda dengan air. Karena air mempunyai sifat yang khas, yaitu jika dipanaskan dari suhu 0°C sampai dengan suhu 4°C volume air akan menyusut. Kemudian, setelah lebih dari 4°C volume air akan memuai. Hal ini disebabkan karena molekul H2O dalam bentuk padat es penuh dengan rongga, sedangkan dalam bentuk cair air lebih karena itu, ketika dipanaskan molekul H2O es akan merapat lebih dahulu. Akibatnya, volumenya menyusut dan itu juga yang membuat es bisa mengapung di Zat GasSama seperti zat lainnya, zat gas juga mengalami pemuaian. Jika dipanaskan atau suhu dinaikan, pemuaian yang terjadi pada zat gas adalah muai muai volume 𝛾 pada semua zat gas adalah menghitung muai zat gas menggunakan cara yang sama untuk menghitung muai yang terjadi pada zat gas terdapat 3 jenis, yaitu1. Pemuaian pada suhu tetap IsotermalPada pemuaian isotermal hukum yang berlaku adalah hukum Boyle. 2. Pemuaian pada tekanan tetap IsobarikPada pemuaian isobarik hukum yang berlaku adalah hukum Gay Lussac. 3. Pemuaian pada volume tetap IsokhorikPada pemuaian isokhorik hukum yang berlaku adalah hukum Boyle—Gay Lussac SUHU KALOR DAN PEMUAIAN • SUHU • KALOR • AZAZ BLACK • PEMUAIAN GURU MATA PELAJARAN FISIKA SMK N 4 PELAYARAN DAN PERIKANAN PAMUJI WASKITO R, M.Pd.Si. Suhu didefinisikan sebagai derajat/tingkatan panas suatu benda atau kuantitas panas suatu benda. Alat yang tepat untuk mengukur suhu benda adalah termometer. Macam – macam Pada umumnya semua zat memuai jika dipanaskan, kecuali air pada suhu di antara 0oC dan 4oC volumenye menyusut. Pemuaian zat umumnya terjadi ke segala arah, ke arah panjang, ke arah lebar dan ke arah tebal. Namun, pada pembahasan tertentu mungkin kita hanya memandang pemuaian ke satu arah tertentu, misalnya ke arah panjang, sehingga kita hanya hanya membahas pemuaian panjang. Untuk zat cair dan gas yang bentuknya tidak tentu maka kita hanya membahas pemuaian volumenya. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas pemuaian volume pada zat padat, zat cair, dan zat gas lengkap dengan rumus, contoh soal dan pembahasannya. Namun sebelum itu, kita ulas dahulu materi tentang pemuaian panjang dan luas berikut ini. Apa itu Pemuaian Panjang? Pemuaian panjang disebut juga dengan pemuaian linier. Pemuaian panjang zat padat berlaku jika zat padat itu hanya dipandang sebagai satu dimensi berbentuk garis. Di SMP materi ini sudah dibahas dan percobaan yang telah membahas tentang pemuaian panjang zat padat adalah percobaan Musschenbroek. Hasil dari percobaan Musschenbroek dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang zat padat yang dipanasi sebanding dengan panjang mula-mula, sebanding dengan kenaikan suhu dan tergantung pada jenis zat padat. Untuk membedakan sifat muai berbagai zat digunakan konsep koefisien muai. Untuk pemuaian panjang digunakan konsep koefisien muai panjang atau koefisien muai linier yang dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang zat dengan panjang mula-mula zat, untuk tiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu. Jika koefisien muai panjang dilambangkan dengan α dan pertambahan panjang ΔL, panjang mula-mula L0 dan perubahan suhu ΔT maka koefisien muai panjang dapat dinyatakan dengan persamaan α = L …,,,,…. Pers. 1 L0T Sehingga satuan dari α adalah 1/K atau K-1. Dari persamaan 1 di atas, diperoleh pula persamaan berikut. L = αL0T ……...…. Pers. 2 Dimana L = Lt – L0, sehingga persamaan 2 menjadi Lt – L0 = αL0T Lt = L0 + αL0T Lt = L01 + αT ... Pers. 3 Keterangan Lt = panjang benda saat dipanaskan m L0 = panjang benda mula-mula m α = koefisien muai linear/panjang /oC T = perubahan suhu oC Tabel Koefisien Muai Panjang dari Beberapa Jenis Zat Padat Jenis Bahan Koefisien muai Panjang dalam K-1 Kaca 0,000009 Baja/besi 0,000011 Aluminium 0,000026 Pirex Pyrex 0,000003 Platina 0,000009 Tembaga 0,000017 Apa itu Pemuaian Luas? Jika zat padat tersebut mempunyai 2 dimensi panjang dan lebar, kemudian dipanasi tentu baik panjang maupun lebarnya mengalami pemuaian atau dengan kata lain luas zat padat tersebut mengalami pemuaian. Koefisien muai pada pemuaian luas ini disebut dengan koefisien muai luas yang diberi lambang β. Analog dengan pemuaian panjang, maka jika luas mula-mula A0, pertambahan luas ΔA dan perubahan suhu ΔT, maka koefisien muai luas dapat dinyatakan dengan persamaan β = A ……..…. Pers. 4 A0T Dari persamaan 4 di atas, diperoleh pula persamaan berikut. A = βA0T …..…...…. Pers. 5 Dimana A = At – A0, sehingga persamaan 5 menjadi At – A0 = βA0T At = A0 + βA0T At = A01 + βT ….. Pers. 6 At = A01 + 2αT ... Pers. 7 Keterangan At = luas benda saat dipanaskan m2 A0 = luas benda mula-mula m2 β = 2α = koefisien muai luas /oC T = perubahan suhu oC Pemuaian Volume pada Zat Padat Zat padat yang mempunyai bentuk ruang, jika dipanaskan mengalami pemuaian volum. Koefisien pemuaian pada pemuaian volum ini disebut dengan koefisien muai volum atau koefisien muai ruang yang diberi lambang γ. Jika volum mula-mula V0, pertambahan volum ΔV dan perubahan suhu ΔT, maka koefisien muai volum dapat dinyatakan dengan persamaan γ = V ………. Pers. 8 V0T Dari persamaan 8 di atas, diperoleh pula persamaan berikut. V = γV0T …..……. Pers. 9 Dimana V = Vt – V0, sehingga persamaan 9 menjadi Vt – V0 = γV0T Vt = V0 + γV0T Vt = V01 + γT .… Pers. 10 Vt = V01 + 3αT … Pers. 11 Keterangan Vt = luas benda saat dipanaskan m3 V0 = luas benda mula-mula m3 γ = 3α = koefisien muai volume /oC T = perubahan suhu oC Pemuaian Volume pada Zat Cair Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa pada umumnya setiap zat memuai jika dipanaskan, kecuali air jika dipanaskan dari 0oC sampai 4oC akan menyusut. Sifat keanehan air seperti itu disebut anomali air. Grafik anomali air seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini. Keterangan Pada suhu 4oC diperoleh a volume air terkecil b massa jenis air terbesar Karena pada zat cair hanya mengalami pemuaian volume, maka pada pemuaian zat cair hanya diperoleh persamaan berikut. Vt = V01 + γT V = γV0T Tabel Koefisien Muai Ruang Zat Cair untuk Beberapa Jenis Zat dalam Satuan K-1 No. Jenis Zat Cair Koefisien muai Panjang 1. Alkohol 0,0012 2. Air 0,0004 3. Gliserin 0,0005 4. Minyak parafin 0,0009 5. Raksa 0,0002 Pemuaian Volume pada Zat Gas Jika gas dipanaskan, maka dapat mengalami pemuaian volume dan dapat juga terjadi pemuaian tekanan. Dengan demikian pada pemuaian gas terdapat beberapa persamaan, sesuai dengan proses pemanasannya. 1. Pemuaian Volume pada Tekanan Tetap Isobarik Perhatikan gambar berikut ini. Keterangan Gambar a gas di dalam ruang tertutup dengan tutup yang bebas bergerak. Gambar b gas di dalam ruang tertutup tersebut dipanasi dan ternyata volume gas memuai sebanding dengan suhu mutlak gas. Jadi pada tekanan tetap, volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas itu. Pernyataan itu disebut Hukum Gay-Lussac. Secara matematik dapat dinyatakan V ~ T Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut. V = tetap atau V1 = V2 … Pers. 12 T T1 T2 2. Pemuaian Tekanan Gas pada Volume Tetap Isokhorik Perhatikan gambar berikut ini. Gas dalam ruang tertutup rapat yang sedang dipanasi. Jika pemanasan terus dilakukan maka dapat terjadi ledakan. Hal tersebut dapat terjadi karena selama proses pemanasan, tekanan gas di dalam ruang tertutup tersebut memuai. Pemuaian tekanan gas tersebut sebanding dengan kenaikan suhu gas. Jadi, pada volume tetap tekanan gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Pernyataan itu disebut juga dengan hukum Gay-Lussac. Secara matematik dapat dinyatakan sebagai berikut. P ~ T Atau secara lengkap dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut. P = tetap atau P1 = P2 … Pers. 13 T T1 T2 3. Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap Isotermis Perhatikan gambar berikut ini. Keterangan Gambar a Gas di dalam ruang tertutup dengan tutup yang dapat digerakkan dengan bebas. Gambar b Pada saat tutup tabung digerakkan secara perlahan-lahan, agar suhu gas di dalam tabung tetap maka pada saat volume gas diperkecil ternyata tekanan gas dalam tabung bertambah besar dan bila volume gas diperbesar ternyata tekanan gas dalam tabung mengecil. Jadi, pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Pernyataan itu disebut hukum Boyle. Salah satu penerapan hukum Boyle yaitu pada pompa sepeda. Dari hukum Boyle tersebut, diperoleh PV = tetap atau P1V1 = P2V2 ………. Pers. 14 Jika pada proses pemuaian gas terjadi dengan tekanan berubah, volum berubah dan suhu berubah maka dapat diselesaikan dengan persamaan hukum Boyle - Gay Lussac, dimana PV = tetap atau P1V1 = P2V2 … Pers. 15 T T1 T2 Contoh Soal dan Pembahasan 1. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50oC ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60oC? Penyelesaian Diketahui L01 = 80 cm L02 = 50 cm T1 = 50oC T2 = 60oC L1 = 5 mm Ditanyakan L2 = …? Jawab Karena jenis bahan sama besi, maka α1 = α2 4000L2 = 5 × 3000 4000L2 = 15000 L2 = 15000/4000 L2 = 3,75 mm 2. Sebuah bejana tembaga dengan volume 100 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 30oC. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100oC. Jika αtembaga = 1,8 × 10-5/oC dan γ air = 4,4 × 10-4/oC. Berapa volume air yang tumpah saat itu? Penyelesaian Diketahui V0 tembaga = V0 air = 100 cm3 T = 100oC – 30oC = 70oC α tembaga = 1,8 × 10-5/oC γ tembaga = 3α = 3 × 1,8 × 10-5 = 5,4 × 10-5/oC γ air = 4,4 × 10-4/oC Ditanyakan V air yang tumpah = …? Jawab Untuk tembaga Vt = V01 + γT Vt = 1001 + 5,4 × 10-5 × 70 Vt = 1001 + 3,78 × 10-3 Vt = 1001 + 0,00378 Vt = 1001,00378 Vt = 100,378 cm3 Untuk air Vt = V01 + γT Vt = 1001 + 4,4 × 10-4 × 70 Vt = 1001 + 3,08 × 10-2 Vt = 1001 + 0,0308 Vt = 1001,0308 Vt = 103,08 cm3 Jadi, volume air yang tumpah adalah sebagai berikut. V air tumpah = Vt air – Vt tembaga V air tumpah = 103,08 – 100,378 V air tumpah = 2,702 cm3 3. Gas dalam ruang tertutup mempunyai tekanan 1 cmHg. Jika kemudian gas tersebut ditekan pada suhu tetap sehingga volum gas menjadi 1/4 volum mula-mula, berapa tekanan gas yang terjadi? Penyelesaian Diketahui P1 = 1 atm V2 = 1/4 V1 Ditanyakan P2 = …? Jawab P1V1 = P2V2 1V1 = P21/4V1 V1 = 1/4V1P2 P2 = 4 atm

PenurunanRumus Muai Panjang dan Contoh Soal. Percobaan menunjukkan bahwa perubahan panjang ∆L pada semua zat padat, dengan pendekatan yan sangat baik, berbanding lurus dengan perubahan suhu ∆T. Perubahan panjang juga sebanding dengan panjang awal L0 seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut ini. Sebagai contoh, untuk perubahan suhu

Anda mungkin pernah melihat sambungan rel kereta api dibuat renggang atau bingkai kaca lebih besar daripada kacanya. Hal ini dibuat untuk menghindari akibat dari terjadinya pemuaian. Pemuaian terjadi jika benda yang dapat memuai diberi panas. Ada 3 jenis pemuaian jenis zat, yaitu pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, dan pemuaian zat gas. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang rumus-rumus koefisien muai panjang, muai luas dan muai volume lengkap dengan contoh soal dan pembahasannya. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat belajar dan semoga bisa paham. Rumus Koefisien Muai Panjang dan Contoh Soal Jika suhu atau temperatur dari sebuah benda naik, kemungkinan besar benda tersebut akan mengalami pemuaian. Misalnya, sebuah benda yang memiliki panjang L0 pada temperatur T akan mengalami pemuaian panjang sebesar L jika temperatur dinaikkan sebesar T. Secara matematis, perumusan pemuaian panjang dapat dituliskan sebagai berikut. L = αL0T ………. Pers. 1 Dengan α adalah koefisien muai panjang. Dari persamaan 1, maka kita peroleh rumus koefisien muai panjang, yaitu sebagai berikut. α = L ………. Pers. 2 L0T Satuan dari α adalah kebalikan dari satuan temperatur skala Celcius 1/oC atau Kelvin 1/K. Tabel berikut ini menunjukkan nilai dari koefisien muai panjang untuk berbagai zat, yaitu sebagai berikut. Tabel Nilai Pendekatan Koefisien Muai Panjang untuk Berbagai Zat Bahan α 1/K Aluminium 24 × 10-6 Kuningan 19 × 10-6 Intan 1,2 × 10-6 Grafit 7,9 × 10-6 Tembaga 17 × 10-6 Kaca Biasa 9 × 10-6 Kaca Pyrex 3,2 × 10-6 Es 51 × 10-6 Invar 1 × 10-6 Baja 11 × 10-6 Contoh Soal 1 Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. Apabila koefisien muai panjang kuningan adalah 19 × 10-6/K, tentukan pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10oC sampai 40oC? Penyelesaian Diketahui L0 = 1 m T = 40oC – 10oC = 30oC = 303 K α = 19 × 10-6/K Ditanyakan L = …? Jawab L = L0αT L = 1 × 19 × 10-6 × 303 L = 5,76 × 10-3 L = 0,00576 m Jadi, pertambahan panjang kuningan setelah temperaturnya naik menjadi 4oC adalah 5,76 mm. Rumus Koefisien Muai Luas dan Contoh Soal Sebuah benda yang padat, baik bentuk persegi maupun silinder, pasti memiliki luas dan volume. Seperti halnya pada pemuaian panjang, ketika benda dipanaskan, selain terjadi pemuaian panjang juga akan mengalami pemuaian luas. Perumusan pada pemuaian luas hampir sama seperti pada pemuaian panjang, yaitu sebagai berikut. A = βA0T ………. Pers. 3 Dengan β adalah koefisien muai luas. Dari persamaan 3, maka kita peroleh rumus koefisien muai luas, yaitu sebagai berikut. β = A ………. Pers. 4 A0T Satuan dari β adalah /K sama seperti satuan koefisien muai panjang α. Sekarang coba kalian bayangkan sebuah tembaga berbentuk persegi sama sisi. Misalkan, panjang sisi tembaga adalah L0 maka luas tembaga adalah L02. Jika tembaga tersebut dipanasi sampai terjadi perubahan temperatur sebesar T maka sisi-sisi tembaga akan memuai dan panjang sisi tembaga menjadi L0 + L. Luas tembaga setelah memuai akan berubah menjadi L0 + L2 dan perubahan luas setelah pemuaian adalah A = L0 + L2 – L02 A = L02 + 2L0L + L2 – L02 A = 2L0L + L2 ….. Pers. 5 Apabila persamaan 5 kita subtitusikan ke persamaan 4 maka kita peroleh persamaan berikut. β = 2L0L + L2 ………. Pers. 6 A0T Karena A0 = L02 luas persegi, maka persamaan 6 menjadi seperti berikut. β = 2L0L + L2 ………. Pers. 7 L02T Oleh karena perubahan panjang L tembaga sangat kecil, maka nilai L2 dapat diabaikan. Jika ditulis ulang, persamaan 7 menjadi seperti berikut. β = 2L0L = 2L ….. Pers. 8 L02T L0T Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa Maka, persamaan 8 dapat kita tulis sebagai berikut. Persamaan 9 membuktikan kepada kita bahwa besar koefisien muai luas suatu bahan sama dengan dua kali koefisien muai panjangnya. Contoh Soal 2 Sebuah batang aluminium memiliki luas 100 cm2. Jika batang aluminium tersebut dipanaskan mulai dari 0oC sampai 30oC, berapakah perubahan luasnya setelah terjadi pemuaian? Diketahui α = 24 × 10–6/K. Penyelesaian Diketahui A0 = 100 cm2 = 1 m2 ΔT = 30oC – 0oC = 30oC = 303 K β = 2α = 48 × 10–6/K Ditanyakan A = …? Jawab ΔA = A0βΔT ΔA = 1 m2 × 48 × 10–6/K × 303 K ΔA = 0,0145 m2 Jadi, perubahan luas bidang aluminium setelah pemuaian adalah 145 cm2. Rumus Koefisien Muai Volume dan Contoh Soal Seperti yang telah dibahas sebelumnya, setiap benda yang padat pasti memiliki volume. Jika panjang sebuah benda dapat memuai ketika dipanaskan maka volume benda tersebut juga ikut memuai. Perumusan untuk pemuaian volume sama dengan perumusan panjang dan luas, yaitu V = γV0T ………. Pers. 10 Dengan γ adalah koefisien muai volume. Dari persamaan 10, maka kita peroleh rumus koefisien muai volume, yaitu sebagai berikut. γ = V ………. Pers. 11 V0T Satuan dari γ adalah /K sama seperti satuan koefisien muai panjang α. Sekarang coba kalian bayangkan sebuah balok tembaga berbentuk kubus. Misalkan, panjang sisi tembaga adalah L0 maka volume tembaga adalah L03. V0 = L03 Jika tembaga tersebut dipanasi sampai terjadi perubahan temperatur sebesar T maka sisi-sisi tembaga akan memuai dan panjang sisi tembaga menjadi L0 + L. Volume tembaga setelah memuai akan berubah menjadi L0 + L3. V = L0 + L3 Dengan demikian, perubahan volume setelah pemuaian adalah V = V – V0 V = L0 + L3 – L03 V = L03 + 3L02L + 3L0L2 + L3 – L03 V = 3L02L + 3L0L2 + L3 ….. Pers. 12 Apabila persamaan 12 kita subtitusikan ke persamaan 11 maka kita peroleh persamaan berikut. γ = 3L02L + 3L0L2 + L3 ………. Pers. 13 V0T Karena V0 = L03 volume kubus, maka persamaan 13 menjadi seperti berikut. γ = 3L02L + 3L0L2 + L3 ………. Pers. 14 L03T Oleh karena perubahan panjang L tembaga sangat kecil, maka nilai L2 dan L3 dapat diabaikan. Jika ditulis ulang, persamaan 14 menjadi seperti berikut. γ = 3L02L = 3L ….. Pers. 15 L03T L0T Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa Maka, persamaan 15 dapat kita tulis sebagai berikut. Persamaan 16 membuktikan kepada kita bahwa besar koefisien muai volume suatu bahan sama dengan tiga kali koefisien muai panjangnya. Sekarang kita coba membuat hubungan antara koefisien muai volume γ dengan koefisien muai luas β. Dari persamaan 15 dapat kita tulis ulang sebagai berikut. γ = 3 2L ….. Pers. 17 2 L0T Dari persamaan 8, kita ketahui bahwa Maka persamaan 17 dapat kita tulis sebagai berikut. Persamaan 18 membuktikan kepada kita bahwa besar koefisien muai volume suatu bahan sama dengan 3/2 kali koefisien muai luasnya. Contoh Soal 3 Sebuah bola yang memiliki volume 50 m3 jika dipanaskan hingga mencapai temperatur 50oC. Jika pada kondisi awal, kondisi tersebut memiliki temperatur 0oC, tentukanlah volume akhir bola tersebut setelah terjadi pemuaian diketahui α = 17 × 10-6/K. Penyelesaian Diketahui V0 = 50 m3 T = 50oC – 0oC = 50oC = 323 K γ = 3α = 317 × 10-6/K = 51 × 10-6/K Ditanyakan V = …? Jawab V = γV0T V = 51 × 10-650323 V = × 10-6 V =0,82 m3 Pertambahan volume adalah selisih volume akhir dengan volume mula-mula. Maka volume akhirnya adalah sebagai berikut. V = V – V0 V = V + V0 V = 0,82 m3 + 50 m3 V = 50,82 m3 Jadi, volume akhir bola setelah pemuaian adalah 50,82 m3.

Pengaruhkalor terhadap wujud benda. Besarnya kalor suatu zat menunjukkan berapa besar energi kinetik dari partikel penyusunnya. Pengaruh kalor terhadap suatu benda selain mengubah suhu, tetapi juga perubahan wujud zat. Sebagai contoh sebuah sendok yang dicelupkan ke dalam gelas berisi air panas. Suhu sendok lebih rendah daripada suhu air

College Loan Consolidation Thursday, March 12th, 2015 - Kelas X Pemuaian gas tidak sebesar pada pemuaian zat cair, karena gas umumnya memuai untuk memenuhi tempatnya. Volume gas sangat bergantung pada tekanan dan suhu. Dengan demikian, akan sangat bermanfaat untuk menentukan hubungan antara volume, tekanan, temperatur, dan massa gas. Hubungan seperti ini disebut persamaan keadaan. Jika keadaan sistem berubah, kita akan selalu menunggu sampai suhu dan tekanan mencapai nilai yang sama secara Hukum Fisika Dalam Pemuaian Gas 1. Hukum Boyle Tentang Pemuaian Gas Untuk jumlah gas tertentu, ditemukan secara eksperimen bahwa sampai pendekatan yang cukup baik, volume gas berbanding terbalik dengan tekanan yang diberikan padanya ketika suhu dijaga konstan, yaitu V ∞ dengan P adalah tekanan absolut bukan “tekanan ukur”. Jika tekanan gas digandakan menjadi dua kali semula, volume diperkecil sampai setengah nilai awalnya. Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Boyle, dari Robert Boyle 1627 – 1691, yang pertama kali menyatakan atas dasar percobaannya sendiri. Grafik tekanan P terhadap volume gas V untuk suhu tetap tampak seperti pada gambar berikut. Grafik hubungan P – V pada suhu konstan Hukum Boyle juga dapat dituliskan PV = konstan, atau P1V1 = P2V2 dengan P = tekanan gas pada suhu tetap Pa V = volume gas pada suhu tetap m3 P1 = tekanan gas pada keadaan I Pa P2 = tekanan gas pada keadaan II Pa V1 = volume gas pada keadaan I m3 V2 = volume gas pada keadaan II m3 Persamaan diatas menunjukkan bahwa pada suhu tetap, jika tekanan gas dibiarkan berubah maka volume gas juga berubah atau sebaliknya, sehingga hasil kali PV tetap konstan. 2. Hukum Charles Tentang Pemuaian Gas Suhu juga memengaruhi volume gas, tetapi hubungan kuantitatif antara V dan T tidak ditemukan sampai satu abad setelah penemuan Robert Boyle. Seorang ilmuwan dari Prancis, Jacques Charles 1746 – 1823 menemukan bahwa ketika tekanan gas tidak terlalu tinggi dan dijaga konstan, volume gas bertambah terhadap suhu dengan kecepatan hampir konstan, yang diilustrasikan seperti pada gambar berikut. Volume gas sebagai fungsi dari temperature Celcius pada tekanan konstan Perlu kita ingat bahwa semua gas mencair pada suhu rendah, misalnya oksigen mencair pada suhu -183 oC. Dengan demikian, grafik tersebut pada intinya merupakan garis lurus dan jika digambarkan sampai suhu yang lebih rendah, akan memotong sumbu pada sekitar -273 oC. Untuk semua gas, grafik hubungan antara volume V dan suhu T dapat digambarkan seperti pada gambar diatas, dan garis lurus selalu menuju kembali ke -273 oC pada volume nol. Hal ini menunjukkan bahwa jika gas dapat didinginkan sampai -273 oC, volumenya akan nol, lalu pada suhu yang lebih rendah lagi volumenya akan negatif. Hal ini tentu saja tidak masuk akal. Bisa dibuktikan bahwa -273 oC adalah suhu terendah yang mungkin, yang disebut suhu nol mutlak, nilainya ditentukan -273,15 oC. Nol mutlak sebagai dasar untuk skala suhu yang dikenal dengan nama skala mutlak atau Kelvin, yang digunakan secara luas pada bidang sains. Pada skala ini suhu dinyatakan dalam derajat Kelvin, atau lebih mudahnya, hanya sebagai kelvin K tanpa simbol derajat. Selang antarderajat pada skala Kelvin sama dengan pada skala Celsius, tetapi nol untuk skala Kelvin 0 K dipilih sebagai nol mutlak itu sendiri. Dengan demikian, titik beku air adalah 273,15 K 0 oC dan titik didih air adalah 373,15 K 100 oC. Sehingga hubungan antara skala Kelvin dan Celsius dapat dituliskan TK = TC + 273,15 Pada gambar dibawah menunjukkan grafik hubungan volume gas dan suhu mutlak, yang merupakan garis lurus yang melewati titik asal. Ini berarti sampai pendekatan yang baik, volume gas dengan jumlah tertentu berbanding lurus dengan suhu mutlak ketika tekanan dijaga konstan. Volume gas sebagai fungsi dari suhu mutlak pada tekanan konstan Pernyataan tersebut dikenal sebagai Hukum Charles, dan dituliskan V ∝T atau = konstan, atau dengan V = volume gas pada tekanan tetap m3 T = suhu mutlak gas pada tekanan tetap K V1 = volume gas pada keadaan I m3 V2 = volume gas pada keadaan II m3 T1 = suhu mutlak gas pada keadaan I K T2 = suhu mutlak gas pada keadaan II K 3. Hukum Gay Lussac Tentang Pemuaian Gas Hukum Gay Lussac berasal dari Joseph Gay Lussac 1778 – 1850, menyatakan bahwa pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak, dituliskan P ∞ T atau = konstan, atau dengan P = tekanan gas pada volume tetap Pa T = suhu mutlak gas pada volume tetap K P1 = tekanan gas pada keadaan I Pa P2 = tekanan gas pada keadaan II Pa T1 = suhu mutlak gas pada keadaan I K T2 = suhu mutlak gas pada keadaan II K Contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari adalah botol yang tertutup atau kaleng aerosol, jika dilemparkan ke api, maka akan meledak karena naiknya tekanan gas di dalamnya. 4. Persamaan Gas Ideal Hukum Boyle-Gay Lussac Hukum-hukum gas dari Boyle, Charles, dan Gay Lussac didapatkan dengan bantuan teknik yang sangat berguna di dalam sains, yaitu menjaga satu atau lebih variabel tetap konstan untuk melihat akibat dari perubahan satu variabel saja. Hukum-hukum ini dapat digabungkan menjadi satu hubungan yang lebih umum antara tekanan, volume, dan suhu dari gas dengan jumlah tertentu PV ∞ T . Hubungan ini menunjukkan bahwa besaran P, V, atau T akan berubah ketika yang lainnya diubah. Percobaan yang teliti menunjukkan bahwa pada suhu dan tekanan konstan, volume V dari sejumlah gas di tempat tertutup berbanding lurus dengan massa m dari gas tersebut, yang dapat dituliskan PV ∞ mT. Perbandingan ini dapat dibuat menjadi persamaan dengan memasukkan konstanta perbandingan. Penelitian menunjukkan bahwa konstanta ini memiliki nilai yang berbeda untuk gas yang berbeda. Konstanta pembanding tersebut ternyata sama untuk semua gas, jika kita menggunakan angka mol. Pada umumnya, jumlah mol, n, pada suatu sampel zat murni tertentu sama dengan massanya dalam gram dibagi dengan massa molekul yang dinyatakan sebagai gram per mol. nmol = Perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai suatu persamaan sebagai berikut PV = Dengan, n menyatakan jumlah mol dan R adalah konstanta pembanding. R disebut konstanta gas umum universal karena nilainya secara eksperimen ternyata sama untuk semua gas. Nilai R, pada beberapa satuan adalah sebagai berikut R = 8,315 J/ ini merupakan satuan dalam SI R = 0,0821 R = 1,99 kalori/ Persamaan PV diatas disebut Hukum Gas Ideal, atau persamaan keadaan gas ideal. Istilah “ideal” digunakan karena gas riil tidak mengikuti persamaan PV tersebut. Koefisien pemuaian gas adalah sama yaitu volume pada suhu 0 oC.

Berdasarkanpercobaan Guy Lussac, Besarnya koefisien muai volumenya gas selalu sama (γ) = 1/273 Rumus Pemuaian Volume Besarnya pertambahan volume benda apabila dipanaskan sebanding dengan volume Pengertian Pemuaian, Macam, Jenis, Rumus, Konsep, Akibat dan Contoh adalah bertambahnya ukuran benda yang terjadi karena kenaikan suhu sebuah bahan mengalami pemanasan, volumenya selalu meningkat dan setiap dimensi meningkat bersamaan Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Apa Itu Perubahan Wujud Zat Dan Jenis Beserta Contohnya Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda yang terjadi karena kenaikan suhu sebuah bahan mengalami pemanasan, volumenya selalu meningkat dan setiap dimensi meningkat bersamaan De Chiara, 1978. Pada tingkat mikroskopis dapat menentukan ketepatan hubungan antara hubungan panjang pada objek dengan perubahan suhu, penambahan pada ukuran dapat dipahami pada istilah peningkatan energi kinetik akibat setiap molekul bertubrukan sangat kuat dengan molekul disebelahnya. Molekul akan mendorong satu sama lain sampai terpisah dan mengembangkan bahanJoseph, 1998. Pengertian Pemuaian ialah bertambahnya suatu ukuran benda diakibatkan adanya kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian tersebut dapat terjadi pada zat-zat yang padat, cair, dan juga gas. Besarnya pemuaian zat tersebut sangat tergantung pada ukuran benda pertamanya, kenaikan suhu dan juga jenis zat. Efek pemuaian zat tersebut sangat bermanfaat didalam suatu pengembangan berbagai teknologi. Pengertian Pemuaian panas ialah perubahan suatu benda yang dapat menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau juga berubah suatu volumenya dikarenakan terkena panas kalor. Pemuaian tiap-tiap benda tersebut akan berbeda, tergantung dari suhu di sekitar dan juga koefisien muai atau juga daya muai dari benda itu. Sebagian besar zat akan mengalami pembesaran jika dipanaskan atau pengecilan ketika suatu zat dipanaskan, molekul-molekul yang terdapat pada zat tersebut akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan semakin bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda akan menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya pemuaian zat sangat tergantung pada ukuran awal benda, kenaikan suhu, dan jenis zat. Efek pemuaian zat sangat bermanfaat dalam pengembangan berbagai jenis teknologi. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan √ Makalah Zat Adiktif Dan Psikotropika Pengertian, Macam, Contoh, Dampaknya Macam dan Jenis Pemuaian Pemuaian terbagi menjadi tiga jenis yaitu pemuaian zat padat, cair, dan gas. Ketiga jenis ini akan dijelaskan sebagai berikut Pemuaian zat padat Pemuaian zat padat adalah jenis pemuaian yang terjadi pada suatu benda,contohnnya seperti bingkai jendela, rel kereta api, dan kabel listrik. Bingkai jendela pada siang hari tampak melengkung, hal ini terjadi karena benda tersebut mengalami pemuaian. Pemuaian pada suatu benda terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Pemuaian pada suatu zat padat dibedakan menjadi tiga yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume. a. Pemuaian panjang Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah Kabel jaringan listrik pada instalasinya panjang kabel listrik dilebihkan, hal ini dikarena kabel listrik mengalami pemuaian panjang. Kabel listrik akantampak kencang pada pagi hari dan tampak kendur pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian akibat terkenan panas dari sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda. b. Pemuaian luas Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah jendela kaca rumah. Pada saatu udara dingin kaca munyyusut karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada koefisien muai kayu. Jika suhu meningkat maka kaca akan memuai lebih besar daripada kayu kusen sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan rapat pada kusen kayu tersebut. Seperti halnya pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang. Untuk menentukan pertambahan luas dan volume akhir digunakan persamaan sebagai berikut c. Pemuaian volume Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda adalah Pemuaian zat cair Pemuaian pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal sebagai muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair, 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. Titik pertemuaan antara wujud cair, padat, dan gas disebut dengan triple point. Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0oC sampai 4oC volumenya tidak bertambah akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4oC air memiliki volume terendah. Pada suhu 4oC air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikan dari 0– 4oC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikan dari 4oC ke atas akan memuai. Hubunga antara volume dan suhu pada air digambarkan pada grafik berikut Pemuaian zat gas Gas mengalami pemuaian ketika suhunya bertambahan dan akan mengalami penyusutan jika suhunya turun. Pada pemuaian zat gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas tersebut. Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai berikut V= V_o 1+y.l Keterangan y koefisien muai volume 1/273oC Pemuaian pada zat gas terbagi menjadi tigas macam yaitu pemuaian gas pada suhu tetap isotermal, pada tekanan tetap isobarik, dan volume tetap isokhorik. a. Pemuaian gas saat isotermal Salah satu contohnya adalah pompa untuk mengisi angin pada ban sepeda. Awalnya akan terasa ringan ketika diangkat, namun lama kelamaan akan menjadi semakin berat. Hal ini dikarenakan ketika menekan pompa, hal itu berarti volume gas tersebut akan mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle yang menyatakan bahwa gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Berdasarkan hal tersebut maka dirumuskan PV= TetapatauP_1 V_1=P_2 V_2 Keterangan P tekanan atm V volume L b. Pemuaian gas saat isobarik Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai berikut V1/T1 =V2/T2 Keterangan V volume L T suhu K c. Pemuaian gas saat isokhorik Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sbeanding denga suhu mutlaknya. Hukum ini dirumuskan P1/T1=P2/T2 Keterangan P tekanan atm T suhu K Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Perihal Terjadinya Perubahan Wujud Zat Oleh Kalor Konsep Pemuaian Zat Penerapan Konsep Pemuaian Zat dalam Kehidupan Sehari-Hari Prinsip pemuaian zat banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh penerapannya Pemasangan Kaca Jendela Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya. Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan terputus. Keping Bimetal Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal pada seterika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal. Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien muainya dapat berguna bagi industri otomotif, misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis atau pada lampu reting kendaraan. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Pengertian Dan Macam Pemuaian Terlengkap Penyebab Terjadi Pemuaian Proses pemuaian secara garis besar terjadi karena tiga hal yaitu adanya kenaikan temperatur, tekanan yang tinggi, dan laju alir yang terlalu cepat. Saat terjadi kenaikan temperatur akan terjadi pergerakan pastikel yang saling bertabrakan satu sama lain. Adanya tabrakan itu menyebabkan terjadi perluasan daerah secara alamiah atau disebut dengan pemuaian. Ketika tekanan tinggi masuk pada suatu alat juga dapat menyebabkan terjadinya pemuaian. Saat tekanan itu telah mendekati batas maksimum tekanan pada data design maka unit tersebut akan berusaha menyesuaikan dirinya dengan tekanan disekitarnya. Proses penyesuaian itu disebut dengan pemuaian. Pemuaian ini memiliki batas maksimal, artinya pada unit alat tersebut tidak dapat lagi menyesuaikan dengan tekanan yang ada. Hal ini bisa menyebabkan terjadinya ledakan dan kebocoran. Laju alir yang terlalu tinggi dapat menyebabkan terjadinya pemuaian yang diakibatkan adanya gaya gesek yang dihasilkan dari fluida yang mengalir. Ketika laju alir yang terlalu tinggi dapat menyebabkan partikel bergesakan dan bergerakan cepat. Proses pemuaian yang terjadi akibat laju alir memiliki prinsip yang tidak jauh berbeda dengan pemuaian yang diakibatkan oleh kenaikan temperatur. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Pengertian Kohesi dan Adhesi Kerugian Akibat Pemuaian Contoh kerugian yang ditimbulkan akibat pemuaianadalah sebagai berikut Gelas atau mangkok dari kaca retak atau pecah ketika diisi dengan air panas secara tiba-tiba. Hal ini terjadi karena gelas tidak mudah menghantarkan panas sehingga ketika diisi air panas, kalor tidak cepat menyebar. Akibatnya, bagian dalam gelas memuai lebih cepat dibanding bagian luarnya. Rel kereta api melengkung pada siang hari karena rel mengalami pemuaian, sedangkan rel terikat oleh baut-baut pengikat hal ini bertujuan ntuk mengatasi melengkungnya rel, pada tiap sambungan rel diberi celah. Kaca pada jendela atau kaca pada pintu, retak atau pecah pada siang hari yang panas. Hal ini karena pemuaian kaca lebih besar dibanding pemuaian kayu. Untuk mencegah agar kaca tidak pecah, maka bingkai kaca dibuat luas longgar dibanding kacanya. Jembatan dapat melengkung atau patah ketika suhu udara naik Hal ini dapat diatasi dengan cara membuat celah rongga pada tiang penyangga jembatan atau membuat celah pada tiap sambungan balok jembatan. Bagian mesin mobil atau motor memuai ketika mesin sedang berjalan. Akibatnya, suara mesin menjadi kasar dan bagian yang berputar menjadi mogok berputar. Hal ini dapat diatasi dengan cara mendinginkan mesin dengan cara memasukkan cairan pendingin. Kabel listrik dipasang agak kendor. Jika dipasang pada posisi tegang, pada malam hari suhunya lebih rendah, kabel listrik menyusut dan dapat putus. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Kalor Pengertian, Perpindahan, Kapasitas, Jenis, Dan Rumus Beserta Contohnya Lengkap Contoh Pemuaian di Kehidupan Pemasangan roda baja Ban baja yang diameternya lebih kecil dari pelek roda, ketika akan dilakukan instalasi harus dipanaskan terlebih dahulu. Tujuannya agar ban baja mengalami pemuaian dan mempermudah instalasi. Ketika kembali kesuhu normal ruang hasil instalasi akan lebih kuat. Pengelingan Pengelingan adalah proses penyambungan dua plat logam menggunakan palu khusus. Kedua plat yang akan disambung, kemudian paku keling yang sudah dipanaskan hingga membara digunakan untuk menyambung, setelah itu dipukul dengan palu khusus untuk di bentuk menjadi datar. Pada saat dingin kembali, paku menyusut dan kedua plat dapat tersambung erat. Pada zaman sekarang pengelingan sering dilakukan pada pembuatan jembatan, pabrik otomotif, pembuatan badan kapal laut, penyambungan pipa, mobil, dan pesawat terbang, serta pada zama dulu pengelingan sering digunakan untuk pembuatan roda pedati. Membuka tutup botol logam Botol kaca yang memiliki tutup logam sering kali sukar untuk dibuka. untuk membukanya, tutup botol dipanaskan terlebih dahulu dengan apai. ketika dipanaskan, tutup botol logam akan memuai lebih cepat daripada botol kaca sehingga tutup akan longgar dan mudah dibuka. Keping bimetal Bimetal artinya dua buah logam. keping bimetal adalah dua keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda biasanya kuningan dan besi yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. pada suhu normal panjang kedua logam sama, jika suhunya naik, kedua logam memuai dengan pertambahan panjang yang berbeda, akibatnya keping bimetal membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien terkecil. Pembengkokan bimetal dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya saklar alarm bimetal, atau termometer bimetal. Penerapan pada alarm kebakaran , keping bimetal digunakan sebagai saklar alarm. Pada saat terjadi kebakaran suhu ruangan akan meningkat, sehingga menyebabkan keping bimetal memuai ke arah logam yg koefisiennya lebih kecil. Pada saat keping bimetal itu memuai dan melengkung, keping bimetal yang melengkung akan menyentuh ujung dari rangkaian listrik yang terpisah, sehingga rangkaian tersambung dan arus listrik akan mengalir melalui keping bimetal dan alarm akan berbunyi. Sambungan rel kereta api Pemasangan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel yang lain. Jika pada siang hari dan suhu meningkat, batang rel akan memuai sehingga terjadi pertambahan panjang atau terjadi pemuaian, dengan adanya celah tidak terjadi tabrakan antara dua batang rel yang berdekatan yang dapat menyebabkan rel kereta menjadi bengkok. Sehinga untuk mengatur jarak atau celah tersebut harus diperhitungan sehingga tindak menyebabkan perubahan yang terlalu besar pada rel tersebut. Konstruksi jembatan Jembatan seringkali dibuat dari kerangka besi. Rangka jembatan yang terbuat dari besi akan memuai jika suhunya naik, antara ujung rangka jembatan dengan tiang beton diberi celah pemuaian. Selain itu ujung tersebut diletakkan di atas roda. Ketika terjadi pemuaian, rangka bertambah panjang. Keberadaan roda dan celah memudahkan gerak memanjang dan memendeknya rangka, sehingga terhindar dari pembengkokan. Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Cari Qihssx.

47hc5j97sn.pages.dev/429

47hc5j97sn.pages.dev/483

47hc5j97sn.pages.dev/456

47hc5j97sn.pages.dev/248

47hc5j97sn.pages.dev/569

47hc5j97sn.pages.dev/468

47hc5j97sn.pages.dev/105

47hc5j97sn.pages.dev/423

angka muai gas besarnya sama dengan