Kamis, 26 Februari 2015

Pemuaian Zat SMA Kelas X

Pemuaian terjadi jika benda yang dapat memuai diberi panas. Ada 3 jenis pemuaian jenis zat, yaitu pemuaian zat padat, pemuaian zat cair, dan pemuaian zat gas. Pada bagian ini hanya akan dibahas pemuaian zat padat, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian volume.

Pemuaian Panjang

Jika temperatur dari sebuah benda naik, kemungkinan besar benda tersebut akan mengalami pemuaian. Misalnya, sebuah benda yang memiliki panjang L0 pada temperatur T akan mengalami pemuaian panjang sebesar ΔL jika temperatur dinaikan sebesar ΔT. Secara matematis, perumusan pemuaian panjang dapat dituliskan sebagai berikut.
\Delta L=\alpha L_{0}\Delta T
dengan α adalah koefisien muai panjang.
\alpha =\frac{\Delta L}{L_{0}\Delta T}
Satuan dari α adalah kebalikan dari satuan temperatur skala Celsius (1/ °C) atau kelvin (1/K). Tabel berikut ini menunjukkan nilai dari koefisien muai panjang untuk berbagai zat.

Tabel Nilai Pendekatan Koefisien Muai Panjang Berbagai Zat

Bahan
α (1/K)
Aluminium
Kuningan
Karbon
-Intan
-Grafit
Tembaga
Gelas
-Biasa
-Pyrex
Es
Invar
Baja		24 × 10–6
19 × 10–61,2 × 10–6
7,9 × 10–6
17 × 10–69 × 10–6
3,2 × 10–6
51 × 10–6
1 × 10–6
11 × 10–6

Pemuaian Luas

Sebuah benda yang padat, baik bentuk persegi maupun silinder, pasti memiliki luas dan volume. Seperti halnya pada pemuaian panjang, ketika benda dipanaskan, selain terjadi pemuaian panjang juga akan mengalami pemuaian luas. Perumusan pada pemuaian luas hampir sama seperti pada pemuaian panjang, yaitu sebagai berikut.
\Delta A=\beta A_{0}\Delta T
dengan β adalah koefisien muai luas.
\beta =\frac{\Delta A}{A_{0}\Delta T}
satuan dari β adalah /K sama seperti koefisien muai panjang (α). Coba kita perhatikan sebuah tembaga berbentuk persegi sama sisi. Misalkan, panjang sisi tembaga adalah L0 maka luas tembaga adalah L02. Jika tembaga tersebut dipanasi sampai terjadi perubahan temperatur sebesar ΔT maka sisi-sisi tembaga akan memuai dan panjang sisi tembaga menjadi L0 + ΔT. Luas tembaga setelah memuai akan berubah menjadi (L0 + ΔT)2 dan perubahan luas setelah pemuaian adalah
\Delta A=(L_{0}+\Delta L)^{2}-L_{0}^{2}
\Delta A=L_{0}^{2}+2L_{0}\Delta L+\Delta L^{2}-L_{0}^{2}
\Delta A=2L_{0}\Delta L+\Delta L^{2}
dari perumusan koefisien muai luas, yaitu
\beta =\frac{\Delta A}{A_{0}\Delta T}=\frac{2L_{0}\Delta L+\Delta L^{2}}{L_{0}^{2}\Delta T}
Oleh karena perubahan panjang ΔL tembaga sangatlah kecil maka nilai ΔL2 dapat diabaikan. Jika ditulis ulang, persamaan tersebut menjadi
\beta =\frac{2L_{0}\Delta L}{L_{0}^{2}\Delta T}=\frac{2\Delta L}{L_{0}\Delta T}
maka
\alpha =\frac{\Delta L}{L_{0}\Delta T}
\beta =2\alpha

Pemuaian Volume

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, setiap benda yang padat pasti memiliki volume. Jika panjang sebuah benda dapat memuai ketika dipanaskan maka volume benda tersebut juga ikut memuai. Perumusan untuk pemuaian volume sama dengan perumusan panjang dan luas, yaitu
\Delta V=\gamma V_{0}\Delta T
dengan γ adalah koefisien muai volume
\gamma =\frac{\Delta V}{V_{0}\Delta T}
Perlu kita ketahui terdapat hubungan antara α  dan β terhadap waktu γ , yaitu
\gamma =3\alpha =\frac{3}{2}\beta
-

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)

Entri yang Diunggulkan

Barru WanuAku