56
Kalor
Jawablah soal-soal berikut 1.
Sebutkan cara-cara perpindahan kalor beserta penghantarnya
2. Sebutkan tiga contoh konduktor panas
3. Sebutkan tiga contoh peralatan sehari-hari
yang memanfaatkan isolator panas
Panjang besi setelah dipanaskan Panjang besi mula-mula
----------------
Selisih panjang = panjang muai 28°C
93°C 50,039 cm
50 cm
----------------
4. Bagaimana terjadinya angin darat ber-
dasarkan konveksi kalor? 5.
Mengapa di daerah bersuhu dingin banyak ditemui rumah-rumah beratap seng dan dicat
hitam?
C. Pemuaian
Adanya kalor dan perpindahan kalor dapat menyebabkan perubahan suhu zat. Perubahan suhu zat dapat menyebabkan zat
tersebut memuai. Pemuaian suatu benda dapat berupa bertambahnya panjang,
luas, maupun volume dari benda tersebut. Kebalikan dari memuai yaitu mengerut.
1. Pemuaian pada Zat Padat
Pemuaian yang dialami zat padat dapat berupa muai
panjang, muai luas, dan muai ruang volume.
a. Muai Panjang
Apabila sebatang kawat logam dipanaskan, kawat logam tersebut akan mengalami muai panjang.
Perubahan panjang zat setelah dipanaskan bergantung pada panjang mula-mula, kenaikan suhu, dan jenis zat. Misal,
panjang besi pada suhu 28°C adalah 50 cm. Setelah di- panaskan hingga suhu 93°C, panjangnya berubah menjadi
50,039 cm.
Bilangan yang menyatakan pertambahan panjang setiap satu satuan panjang zat itu bila suhunya naik 1C° disebut
koefisien muai panjang suatu zat. Apabila panjang logam mula-mula pada suhu 0°C adalah
L dan pada suhu
T°C adalah L
T
, koefisien muai panjang α
logam itu dapat dicari dengan persamaan berikut. α =
Δ −
T
L L
L T
atau α =
2 1
1 T
T T
2 1
- -
L L
L T
T
Keterangan: α dibaca: alfa = koefisien muai dengan satuan C°
L
T
= panjang logam pada suhu T°C
L = panjang logam pada suhu 0°C
ΔT dibaca: delta te = selisih suhu sebelum dan sesudah dipanaskan
Tabel Koefisien Muai Panjang
α α
α α
α No.
Nama
α α
α α
α C°
1. Seng
0,000029 2.
Aluminium 0,0000255
3. Kuningan
0,000019 4.
Tembaga 0,000017
5. Perak
0,000019 6.
Besi 0,000012
7. Baja
0,000011 8.
Platina 0,000009
9. Kaca
0,000009 10.
Kaca pyrex 0,000009
Catatan: Pada umumnya koefisien muai
panjang ditulis sampai dengan enam desimal.
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
