57
IPA Terpadu Kelas VII
Menyelidiki Muai Luas
1. Ambil sebutir kelereng dan se- lembar pelat logam tipis
2. Buatlah lubang berbentuk lingkaran pada pelat Diameter
lubang nyaris sama dengan diameter kelereng sehingga
kelereng hampir bisa masuk lubang.
3. Bakarlah pelat di sekitar lubang beberapa lama
4. Masukkan kelereng ke dalam lubang pelat. Berhasilkah?
5. Bila belum berhasil, bakarlah lagi pelat tersebut Selamat
mencoba.
1. Sebatang tembaga pada suhu 15°C mem-
punyai panjang 70 cm. Hitunglah panjang tembaga itu setelah dipanaskan hingga 35°C
bila α
tembaga
= 0,000017C°
Penyelesaian: Diketahui:
T
1
= 15°C L
T1
= 70 cm T
2
= 35°C α = 0,000017C°
Ditanyakan: panjang tembaga setelah di- panaskan
L
T2
Jawab: L
T2
= L
T1
1 + α T
2
– T
1
= 70 cm1 + 0,000017 °C35 C° – 15 C° = 70 cm1 + 0,000017 °C × 20 C°
= 70 cm1 + 0,00034 = 70 cm × 1,00034
= 70,0238 cm
Panjang tembaga setelah dipanaskan 70,0238 cm.
2. Sebatang kaca pada suhu 25°C panjangnya
20 cm. Pada suhu berapakah panjang kaca tersebut menjadi 20,018 cm bila
α
kaca
= 0,000009C°?
Penyelesaian Diketahui:
T
1
= 25°C L
T2
= 20,018 cm L
T1
= 20 cm α = 0,000009C°
Ditanyakan: suhu akhir T
2
Jawab: α =
2 1
1 T
T T
2 1
- -
L L
L T
T
T
2
– T
1
=
2 1
1 T
T T
-
L L
L
a
T
2
=
2 1
1 T
T T
-
L L
L
a
+ T
1
=
20,018 20 cm
0,000009 C × 20 cm −
°
+ 25°C =
0,018 cm 0,00018 cm C°
+ 25°C = 125°C Panjang kaca tersebut menjadi 20,018 cm
pada suhu 125°C.
Jawablah soal-soal berikut. 1.
Sebatang besi pada suhu 20°C mempunyai panjang 50 cm. Hitunglah panjang besi tersebut setelah dipanaskan hingga
35°C bila α
besi
= 0,000012°C 2.
Sebatang baja pada suhu 15°C panjangnya 25 cm. Pada suhu berapakah panjang baja tersebut menjadi 25,033 cm bila
α
baja
= 0,000011°C?
b. Muai Luas
Kalian telah paham bahwa suatu zat bila dipanaskan akan memuai, artinya zat tersebut akan bertambah panjang
ke semua arah. Selain mengalami muai panjang, zat padat juga mengalami muai luas.
Jika luas pelat pada suhu awal
T
1
°C adalah A
T1
dan pada suhu
T
2
°C adalah A
T2
, koefisien muai luas β dirumuskan
sebagai berikut. β =
2 1
1 T
T T
2 1
- -
A A
A T
T
58
Kalor
Oleh karena peristiwa muai luas pada hakikatnya merupakan pemuaian ke dua arah, yaitu panjang dan lebar, maka:
β = 2 × α
c. Muai Volume
Selain mengalami muai panjang dan muai luas, zat padat yang dipanaskan juga mengalami muai volume ruang.
Lakukan aktivitas berikut untuk mengetahui muai volume zat padat. Oleh karena muai volume melibatkan pemuaian ke
arah panjang, lebar, dan tinggi, maka nilai γ = 3 × α .
Menyelidiki Muai Volume Zat Padat A. Apa yang Kalian Perlukan?
1. sepotong tripleks
2. gergaji tripleks alat pelubang tripleks
3. sebutir bola besi gotri
4. pemanas spiritus
B. Apa yang Harus Kalian Lakukan?
1. Buatlah lubang lingkaran pada tripleks
dengan diameter sama dengan diameter bola besi sehingga bola besi bisa masuk
lubang dengan tepat tidak longgar
2. Panaskan bola besi di atas pemanas
spiritus 3.
Setelah pemanasan beberapa lama, masukkan bola besi ke dalam lubang
Apakah masih bisa masuk? 4.
Ulangi langkah 3 berulang-ulang hingga kelereng tidak dapat masuk lubang
C. Apa yang Kalian Peroleh?
Tuliskan data pengamatan kalian dalam tabel berikut
Perlakuan Peristiwa yang Terjadi
1. Sebelum bola besi
dipanaskan. . . . .
2. Setelah bola besi
dipanaskan. . . . .
D. Aplikasi dan Analisis
1. Apakah aktivitas kalian berhasil?
2. Bila berhasil, mengapa bola besi itu tidak
dapat masuk ke dalam lubang? Gejala apakah itu?
3. Apa yang dapat kalian simpulkan dari
hasil percobaan di atas?
Koefisien muai volume dirumuskan sebagai berikut. γ =
Δ
−
2 1
1 T
T T
V V
V T
Keterangan: γ
= koefisien muai volume V
T2
= volume zat cair pada suhu T
2
V
T1
= volume zat cair pada suhu T
1
ΔT = selisih suhu sebelum dan sesudah pemanasan T
2
– T
1
Sifat muai zat cair dalam kehidupan sehari-hari dimanfaatkan untuk pembuatan termometer zat cair ingat termometer raksa
dan alkohol.
Tabel Koefisien Muai Volume γγγγγ
Zat Cair No.
Nama Zat Cair γγγγγ C°
1. Metanol
0,0012 2.
Etanol 0,0011
3. Minyak parafin
0,0009 4.
Gliserin 0,0005
5. Raksa
0,0002
