Pemuaian tekanan gas pada volum tetap Isokhorik Pemuaian volum gas pada suhu tetap Isotermis
Contoh soal 4.3 1. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, jika dipanasi sampai 50
o
C ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut
jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60
o
C? Penyelesaian:
Diketahui: Lo
1
= 80 cm ; Lo
2
= 50 cm ∆
t
1
= 50
o
C ; ∆t
2
= 60
o
C ∆
L
1
= 5 mm Ditanya: ∆L
2
Jawab: Karena jenis bahan sama besi, maka:
α
1
= α
2
2. Sebuah bejana tembaga dengan volum 100 cm
3
diisi penuh dengan air pada suhu 30
o
C. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya 100
o
C. Jika α tembaga = 1,8 . 10
-5 o
C dan γ air = 4,4 .10
-4 o
C, berapa volum air yang tumpah saat itu?
Penyelesaian: Diketahui: Vo tembaga = Vo air = 100 cm
3
∆ t = 10
o
C - 30
o
C = 70
o
C α
tembaga = 1,8 . 10
-5 o
C γ tembaga = 5,4 . 10
-5 o
C γ
air = 4,4 .10
-4 o
C Ditanya: V air yang tumpah = ...?
Jawab: Untuk tembaga
Vt = Vo 1 + γ . ∆t Vt = 100 1 + 5,4 . 10
-5
. 70 Vt = 100,378 cm
3
∆ ∆
∆ ∆
∆ ∆
∆ L
L L
L L
1 1
2 2
2 2
2
Lo . t Lo . t
80 . 0 50 . 0
mm =
= =
= 5
5 6
4000 15000
3 75 ,
Suhu dan Kalor
112
Untuk air Vt = Vo 1 + γ . ∆t
Vt = 100 1 + 4,4 . 10
-5
. 70 Vt = 103,08 cm
3
Jadi V air yang tumpah = Vt air – Vt tembaga = 103,08 – 100,378
= 2,702 cm
3
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: P
1
= 1 atm V
2
=
1
⁄
4
V
1
Ditanya: P
2
= ...? Jawab:
P
1
. V
1
= P
2
. V
2
1 . V
1
= P
2
.
1
⁄
4
V
1
P
2
= 4 atm
Uji Pemahaman 4.3
1. Jelaskan dengan singkat a. Prinsip kerja alat pemberitahuan pada kebakaran yang menggu-
nakan konsep bimetal. b. Prinsip kerja Termostat yang menggunakan konsep bimetal.
2. Pada sambungan rel kereta api perlu diberi celah antarrel. Mengapa? 3. Sebatang logam dengan panjang 1 meter dipanaskan dari 25
o
C sampai 50
o
C sehingga bertambah panjang 2 mm. Berapa pertambahan panjang batang logam tersebut jika panjangnya 80 cm dipanaskan dari 30
o
C sampai 80
o
C. 4. Sebuah kubus aluminium dengan panjang rusuk 2 meter pada suhu
30
o
C. Bila koefisien muai panjang aluminium 2,6 x 10
-5
K
-1
dan alu- minium tersebut dipanaskan sampai 50
o
C, maka hitunglah: a. pertambahan panjang masing-masing rusuk kubus aluminium.
b. pertambahan luas masing-masing bidang sisinya. c. pertambahan volum kubus.
Fisika SMAMA Kelas X
113
5. Sejumlah gas dalam ruang tertutup pada saat volumnya 40 dm
3
, tekanannya 2 atm. Jika gas ditekan secara perlahan-lahan sehingga
volumnya menjadi 25 dm
3
tanpa mengalami perubahan suhu, maka berapakah tekanan gas yang terjadi?
6. Ke dalam sebuah gelas yang bervolum 50 cm
3
dimasukkan air sebanyak 49 cm
3
pada suhu 25
o
C, kemudian bersama-sama air dipanaskan. Pada suhu berapakah air akan mulai tumpah jika α
gelas
= 4.10
-6 o
C dan γ
air
= 5.10
-4 o
C. 7. Sebuah pita yang terbuat dari kuningan panjangnya 2 meter ditera
pada suhu 20
o
C. Pita digunakan untuk mengukur panjang suatu benda pada suhu 30
o
C dan menunjukkan hasil ukur 1,025 m. Berapakah sesungguhnya panjang benda yang diukur itu?