Pemuaian
Pemuaian dapat diakibatkan oleh adanya kenaikan suhu yang dialami suatu benda. Sambungan rel kereta api yang tidak rapat, merupakan antisipasi dari adanya pemuaian. Pemuaian dapat mengakibatkan perubahan panjang, luas atau volume benda. Kenaikan suhu yang dialami suatu benda/zat mengakibatkan adanya pergeseran partikel zat. Perhatikan gambar berikut.
(sumber : www.berpendidikan.com)
Gambar (a) partikel zat padat, (b) zat cair, dan (c) zat gas. Partikel zat padat memlliki jarak lebih rapat dan lebih teratur dibanding zat cair dan gas. Partikel zat cair memiliki jarak lebih rapat dibandingkan dengan gas.
Partikel-partikel zat selalu bergetar selama memiliki energi panas. Getaran yang dialami setiap partikel dalam benda bergantung pada suhu benda tersebut. Semakin tinggi suhu, semakin kuat getaran partikel benda tersebut akibatnya jarak antar partikel akan semakin merenggang, sehingga zat pun menjadi memuai.
A. Pemuaian Zat Padat
Pada dasarnya, arah pemuaian yang terjadi pada zat padat menuju ke segala arah. Sehingga, pemuaian pada zat padat dapat dibedakan menjadi pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian volume.
a. Pemuaian panjang
Pemuaian ini terjadi pada benda padat berukuran panjang dan berpenampang luas kecil. Atau ukuran panjangnya jauh lebih besar dibandingkan dengan luas penampangnya, sehingga pemuaian luas penampang dapat diabaikan.
Persamaan pemuaian panjang dapat dilihat berikut ini.
b. Pemuaian luas
Pemuaian luas terjadi pada benda yang memiliki ukuran dua dimensi, sehingga pemuaian yang terjadi pada arah panjang dan lebarnya. Koefisien muai luas (β)untuk benda yang tersusun dari partikel yang sama adalah sebesar 2 kali koefisien muai panjangnya (β = 2α). Benda yang mengalami pemuaian luas biasanya berbentuk lempengan. Persamaan muai luasnya adalah sebagai berikut :
c. Pemuaian Volume
Pemuaian volume terjadi pada benda yang memiliki ukuran tiga dimensi, sehingga pemuaian yang terjadi adalah pada arah panjang, lebar dan tebal/tingginya. Koefisien muai volume (γ) untuk benda yang tersusun dari partikel yang sama adalah 3 kali koefisien muai panjangnya (γ = 3α). Persamaan muai volumenya adalah sebagai berikut :
B. Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair hanya dikenal ukuran volume, karena itu pada zat cair hanya dikenal muai volume. Makin tinggi kenaikan suhu, makin besar penambahan volume zat cair. Pemuaian zat cair yang satu dengan yang lain umumnya berbeda, meskipun volume zat cair mula-mula sama. Untuk seluruh zat cair pemuaian makin besar jika kenaikan suhu bertambah besar.
Pemuaian zat cair dapat dimanfaatkan dalam penggunaan termometer zat cair, biasanya zat cair yang digunakan adalah raksa atau alkohol. Sifat naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler sebagai akibat pemuaian zat cair inilah yang digunakan untuk mengukur suhu. Permukaan zat cair naik sepanjang pipa kapiler dan berhenti pada posisi tertentu yang sesuai dengan suhu benda.
C. Pemuaian Gas
Pemuaian pada gas terjadi pada saat gas tersebut dipanaskan, pemuaian pada gas ini terjadi pada semua jenis gas.Pemuaian pada gas terjadibilasuhu pada gas bertambah. Pemuaian yang terjadi pada gas merupakanmuai volume. Besarnya koefisien muai untuk berbagai jenis gas adalah sama nilainya, yaitu sebesar 1/273 K
1. Praktikum pemuaian pada zat padat
Tujuan : mengamati pemuaian pada zat padat
Alat dan bahan :
Alat Musschenbroek, sebatang aluminium, tembaga dan besi yang panjangnya sama.
Langkah kerja :
1. Letakkan batang alumnium, tembaga dan besi diatas dua penumpu yang salah satu ujungnya dipasang baut dan ujung lainnya menekan pengungkit sebuah jarum penunjuk yang dapat berputar pada sumbunya.
2. Panaskan logam tersebut dengan pembakar spiritus, lalu amati apa yang terjadi dengan jarum penunjuk.
3. Catat panjang pemuaian batang-batang tersebut berdasarkan skala yang ditunjukkan oleh jarum pada tabel berikut :
Pertanyaan :
1. Bagaimana pertambahan panjang aluminium, tembaga dan besi untuk pertambahan suhu yang sama ? Bagaimana dengan pertambahan suhu yang berbeda?
2. Apakah kesimpulan yang dapat diambil dari kegiatan ini ?
2. Praktikum Muai Volume pada zat cair
Tujuan : Memahami muai volume pada zat cair
Alat dan bahan :
Dua labu didih berpipa,dua jenis zat cair (air dan minyak kelapa), pembakar spiritus/bunsen, bejana besar berisi air dan pemantik api.
Langkah kerja
1. Siapkan alat dan bahan seperti tampak pada gambar. Masukkan minyak kelapa dan air ke masing-masing labu didih. Taruh kedua labu didih tersebut ke dalam bejana berisi air dan ditaruh diatas pembakar spiritus/bunsen.
2. Perlu diperhatikan bahwa labu didih baru dimasukkan ke dalam bejana setelah air didalamnya mendidih.
3. Perhatikan kenaikan permukaan kedua cairan tersebut setiap dua menit selama 10 menit.
Pertanyaan :
1. Jelaskan perbedaan hasil percobaan tersebut diatas!
2. Apa kesimpulan yang diperoleh dari percobaan tersebut?
b. Pemuaian luas
Pemuaian luas terjadi pada benda yang memiliki ukuran dua dimensi, sehingga pemuaian yang terjadi pada arah panjang dan lebarnya. Koefisien muai luas (β)untuk benda yang tersusun dari partikel yang sama adalah sebesar 2 kali koefisien muai panjangnya (β = 2α). Benda yang mengalami pemuaian luas biasanya berbentuk lempengan. Persamaan muai luasnya adalah sebagai berikut :
c. Pemuaian Volume
Pemuaian volume terjadi pada benda yang memiliki ukuran tiga dimensi, sehingga pemuaian yang terjadi adalah pada arah panjang, lebar dan tebal/tingginya. Koefisien muai volume (γ) untuk benda yang tersusun dari partikel yang sama adalah 3 kali koefisien muai panjangnya (γ = 3α). Persamaan muai volumenya adalah sebagai berikut :
B. Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair hanya dikenal ukuran volume, karena itu pada zat cair hanya dikenal muai volume. Makin tinggi kenaikan suhu, makin besar penambahan volume zat cair. Pemuaian zat cair yang satu dengan yang lain umumnya berbeda, meskipun volume zat cair mula-mula sama. Untuk seluruh zat cair pemuaian makin besar jika kenaikan suhu bertambah besar.
Pemuaian zat cair dapat dimanfaatkan dalam penggunaan termometer zat cair, biasanya zat cair yang digunakan adalah raksa atau alkohol. Sifat naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler sebagai akibat pemuaian zat cair inilah yang digunakan untuk mengukur suhu. Permukaan zat cair naik sepanjang pipa kapiler dan berhenti pada posisi tertentu yang sesuai dengan suhu benda.
C. Pemuaian Gas
Pemuaian pada gas terjadi pada saat gas tersebut dipanaskan, pemuaian pada gas ini terjadi pada semua jenis gas.Pemuaian pada gas terjadibilasuhu pada gas bertambah. Pemuaian yang terjadi pada gas merupakanmuai volume. Besarnya koefisien muai untuk berbagai jenis gas adalah sama nilainya, yaitu sebesar 1/273 K
1. Praktikum pemuaian pada zat padat
Tujuan : mengamati pemuaian pada zat padat
Alat dan bahan :
Alat Musschenbroek, sebatang aluminium, tembaga dan besi yang panjangnya sama.
Langkah kerja :
1. Letakkan batang alumnium, tembaga dan besi diatas dua penumpu yang salah satu ujungnya dipasang baut dan ujung lainnya menekan pengungkit sebuah jarum penunjuk yang dapat berputar pada sumbunya.
2. Panaskan logam tersebut dengan pembakar spiritus, lalu amati apa yang terjadi dengan jarum penunjuk.
3. Catat panjang pemuaian batang-batang tersebut berdasarkan skala yang ditunjukkan oleh jarum pada tabel berikut :
Pertanyaan :
1. Bagaimana pertambahan panjang aluminium, tembaga dan besi untuk pertambahan suhu yang sama ? Bagaimana dengan pertambahan suhu yang berbeda?
2. Apakah kesimpulan yang dapat diambil dari kegiatan ini ?
2. Praktikum Muai Volume pada zat cair
Tujuan : Memahami muai volume pada zat cair
Alat dan bahan :
Dua labu didih berpipa,dua jenis zat cair (air dan minyak kelapa), pembakar spiritus/bunsen, bejana besar berisi air dan pemantik api.
Langkah kerja
1. Siapkan alat dan bahan seperti tampak pada gambar. Masukkan minyak kelapa dan air ke masing-masing labu didih. Taruh kedua labu didih tersebut ke dalam bejana berisi air dan ditaruh diatas pembakar spiritus/bunsen.
2. Perlu diperhatikan bahwa labu didih baru dimasukkan ke dalam bejana setelah air didalamnya mendidih.
3. Perhatikan kenaikan permukaan kedua cairan tersebut setiap dua menit selama 10 menit.
Pertanyaan :
1. Jelaskan perbedaan hasil percobaan tersebut diatas!
2. Apa kesimpulan yang diperoleh dari percobaan tersebut?
0 komentar:
Posting Komentar