Apa yang Harus Kalian Lakukan? Apa yang Kalian Peroleh? Apa yang Harus Kalian Lakukan?

60 Kalor

3. KeanehanKetidaknormalan Pemuaian pada Air Anomali Air

Kita sudah mengetahui jika suatu zat cair dipanaskan dinaikkan suhunya, zat cair itu memuai. Apakah hal itu berlaku untuk semua jenis zat cair? Air tidak demikian. Aneh tapi nyata Pada suhu tertentu air sangat aneh. Bila air dari suhu 0°C dinaikkan sampai dengan 4°C, air tidak memuai, tetapi justru menyusut. Sebaliknya, air dengan suhu 4°C, ketika diturunkan sampai dengan 0°C, justru memuai. Dari keanehan itu volume terkecil air dicapai pada suhu 4°C. Dengan demikian, massa jenis ρ terbesar air dicapai ketika suhunya 4°C. Membedakan Sifat Muai Berbagai Zat Cair A. Apa yang Kalian Perlukan? 1. tiga botol kaca bekas yang identik sama 2. tiga batang sedotan minuman usaha- kan yang berwarna transparan 3. gabus penyumbat mulut botol 4. bejana berisi air panas B. Apa yang Harus Kalian Lakukan? 1. Isilah botol I dengan air, botol II dengan minyak goreng, dan botol III dengan minyak tanah hingga penuh 2. Tutuplah ketiga mulut botol dengan sumbat gabus yang sudah diberi sedotan 3. Usahakan agar permukaan ketiga jenis zat cair dalam botol sama tinggi dan masuk ke dalam sedotan sehingga ber- ada di atas sumbat. Tandailah per- mukaannya dengan spidol 4. Masukkan ketiga botol itu ke dalam bejana, kemudian tuangkan air panas ke dalam bejana secara perlahan Amati perubahan tinggi permukaan zat cair dalam botol C. Apa yang Kalian Peroleh? Tuliskan data pengamatan kalian dalam tabel berikut Jenis Ketinggian Zat Cair Zat Cair Sebelum Setelah Dipanaskan Dipanaskan Air . . . . . . . . Minyak goreng . . . . . . . . Minyak tanah . . . . . . . .

D. Aplikasi dan Analisis

1. Samakah tinggi permukaan ketiga jenis zat cair dalam botol setelah air panas dimasukkan ke dalam bejana? Mengapa? 2. Permukaan paling rendah adalah . . . . 3. Permukaan paling tinggi adalah . . . . 4. Buat kesimpulan dari hasil pengamatan dan kegiatan di atas Bejana diisi air panas. Amati tinggi permukaan zat cair dalam botol. Bejana sebelum diisi air panas. Permukaan zat cair sama tinggi. Permukaan zat cair sama tinggi I II III 61 IPA Terpadu Kelas VII Saat melakukan Aktivitas 4 kita melihat adanya gelembung- gelembung udara keluar dari ujung pipa kaca yang tercelup dalam air ketika dilatometer dipanaskan. Apa sebenarnya yang terjadi? Ketika dilatometer dipanaskan, suhu udara di dalam dilatometer naik. Dengan adanya kenaikan suhu ini, udara di dalam dilatometer memuai dan mendesak air. Akibatnya, udara keluar dari ujung pipa kaca mem- bentuk gelembung-gelembung udara. Pemuaian volume gas tersebut terjadi pada tekanan tetap, yang memenuhi persamaan: V t = V [ 1 + γ t – t ] Sepeda yang diletakkan di tempat panas oleh terik- nya matahari bannya dapat meletus. Peristiwa ini dapat terjadi karena suhu udaragas di dalam ban sepeda naik, lalu memuai. Ketika volume Menyelidiki Pengaruh Suhu pada Gas Ketika kalian di rumah, tentu kalian tidak dapat menemukan alat-alat yang digunakan dalam Aktivitas 4. Dengan kecerdikan kalian, coba lakukan Aktivitas 4 di rumah dengan alat-alat yang dapat kalian temukan di rumah. Menyelidiki Pengaruh Suhu pada Gas A. Apa yang Kalian Perlukan? 1. dilatometer 4. pipa kaca 2. klem universal 5. pemanas spiritus 3. sumbat gabus 6. gelas berisi air B. Apa yang Harus Kalian Lakukan? 1. Rangkaikan alat dan bahan seperti gambar berikut 2. Amatilah air pada gelas 3. Panasilah dilatometer dengan pemanas spiritus 4. Amatilah air pada gelas C. Apa yang Kalian Peroleh? Tuliskan hasil pengamatan kalian dalam tabel berikut Kondisi Air Kondisi Air Sebelum Dilatometer Selama Dilatometer Dipanaskan Dipanaskan . . . . . . . .

D. Aplikasi dan Analisis

1. Apa sebenarnya yang memenuhi ruang dalam dilatometer? 2. Dari langkah 1 dan 2, adakah gelembung udara yang keluar dari pipa kaca? 3. Dari langkah 3 dan 4, adakah gelembung udara yang keluar dari pipa kaca? Bila jawaban kalian ada, dari mana gelembung udara tersebut? Gejala apakah itu? 4. Bagaimana kesimpulan dari hasil aktivitas ini? Pemanas spiritus ii Dilatometer kosong berisi udara Pipa kaca Klem universal Sumbat gabus Gelas berisi air i

4. Pemuaian pada Gas

Udara atau gas pun juga memuai jika dipanaskan, seperti halnya zat padat dan zat cair. Bagaimana terjadinya pemuaian gas? Mari kita selidiki dengan melakukan kegiatan berikut. 62 Kalor Gambar 6.21 Ban dapat meletus oleh teriknya matahari udara di dalam ban tetap, tekanan udara dalam ban bertambah besar. Pada saat ban tidak kuat lagi menahan tekanan udara yang semakin besar ini, ban tersebut meletus. Dengan demikian, bila gas suhunya dinaikkan, tetapi volume ruangannya tetap maka tekanan gas tersebut bertambah. Besar tekanan gas setelah dipanaskan pada volume tetap dapat ditentukan dengan rumus berikut. p t = p − ⎡ ⎤ + ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 1 273 t t 1. Kalor adalah energi yang diterima atau dilepaskan oleh suatu zat sehingga suhu zat tersebut naik atau turun atau bahkan berubah wujudnya. 2. Kalor jenis adalah banyak kalor yang di- perlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhu sebesar 1°C. 3. Asas Black berbunyi ”Banyak energi yang diberikan sama dengan banyak energi kalor yang diterima”. 4. Titik lebur adalah suhu minimum yang di- perlukan suatu zat beruwujud padat untuk berubah wujdu menjadi cair. 5. Titik beku adalah suhu zat ketika membeku hingga membeku seluruhnya. 6. Kalor lebur adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg zat untuk berubah menjadi padat pada titik bekunya. 7. Kalor beku adalah banyaknya kalor yang dilepaskan oleh 1 kg zat untuk berubah menjadi padat pada titik bekunya. Jawablah soal-soal berikut 1. Perhatikan gambar di samping Sering kita jumpai, se- buah gelas yang diisi air panas tiba-tiba retak atau pecah. Mengapa hal tersebut dapat ter- jadi? 2. Panjang sebatang besi pada saat dipanaskan mencapai suhu 100°C adalah 50,048 cm. Jika koefisien muai panjang besi 0,000012C°. Tentukan panjang batang besi mula-mula pada suhu 30°C 3. Tekanan udara dalam sebuah ban sepeda 5 atmosfer pada suhu 28°C. Setelah berjalan jauh, suhu ban itu naik menjadi 55°C. Jika volumenya tetap, berapa atmosfer tekanan udara dalam ban itu? 4. Gambar 1 menunjukkan keadaan bimetal pada suhu ruang dan gambar 2 keadaan bi- metal sesudah dipanaskan dari keadaan tersebut. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari ke- adaan tersebut? 5. Panjang logam kuningan pada saat dipanaskan hingga suhu 200°C adalah 100,016 cm. Jika koefisien muai panjang logam kuningan sebesar 0,000019C°, berapakah suhu logam kuningan pada saat panjangnya 100,00 cm? 2 Besi Tembaga 1 Keterangan: V t = volume setelah suhu t V = volume mula-mula pada suhu t p t = tekanan gas pada suhu t p = tekanan gas mula-mula pada suhu t