Media Pembelajaran Mandiri: IPA SMP : Suhu dan Pemuaian

A. PEMUAIAN PANJANG

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh besar besar kenaikan suhu dan jenis bendanya. Besarnya pertambahan panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1⁰C pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang.

Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagi jenis benda (zat padat) disebut musschenbroek.

Rumus untuk mencari pemuaian panjang benda :

L = Lo + ∆L

∆L = Lo α ∆t

L = Lo (1 + α ∆t)

Dimana :

L = panjang akhir (m)

Lo = panjang awal (m)

∆L = pertambahan panjang (m)

∆t = pertambahan/kenaikan suhu (⁰C)

α = koefisien muai panjang (/⁰C)

B. PEMUAIAN LUAS

Jika yang dipanaskan adalah sebuah lempeng tipis / plat (benda dua dimensi), maka akan terjadi pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dikatakan lempeng mengalami pemuaian luas.

Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1⁰C pada zat seluas 1 m2 disebut koefisien muai luas.

Rumus untuk mencari pemuaian luas benda :

A = Ao + ∆A

∆A = Ao ß ∆t

A = Ao (1 + ß ∆t)

ß = 2 α

Dimana :

A = luas akhir (m²)

Ao = luas awal (m²)

∆A = pertambahan luas (m²)

∆t = pertambahan / kenaikan suhu (⁰C)

ß = koefisien muai luas (/⁰C)

C. PEMUAIAN VOLUME

Jika benda 3 dimensi dipanaskan maka akan mengalami pemuaian panjang, luas dan tinggi. Dikatakan juga benda mengalami pemuaian volume.

Rumus untuk mencari pemuaian volume benda :

V = V + ∆V

∆V = Vo + γ ∆t

V = Vo (1 + γ ∆t)

γ = 3α

γ = 3/2 ß

Dimana :

V = volume akhir (m3)

Vo = volume awal (m3)

∆V = pertambahan volume (m3)

∆t = pertambahan / kenaikan suhu (⁰C)

γ = koefisien muai volume (/⁰C)

D. PENERAPAN PEMUAIAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

1. Sambungan rel kereta api

Sambungan rel kereta api harus dibuat renggang atau disediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lainnya. Karena jika suhu meningkat, maka kedua batang rel akan memanjang. Dengan adanya ruang kosong antar batang rel maka tidak akan terjadi desakan antara keduanya yang mengakibatkan rel menjadi bengkok.

2. Kaca Jendela

Untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai kaca atau kaca pecah maka perlu memperhatikan ruang muai kaca, karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada keofiisien muai kayu tempat kaca dipasang.

3. Jaringan listrik dan telepon

Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur untuk mengantisipasi penyusutan saat udara menjadi lebih dingin. Jika tidak kabel akan putus saat terjadi penyusutan.

4. Keping bimetal

Keping bimetal adalah dua keeping logam yang punya koefisien muai panjang berbeda. Dipasang menjadi satu. Jika suhu bimetal naik, maka keeping bimetal akan membengkok kearah logam dengan koefisien muai panjang yang lebih kecil atau yang pemuaiannya lebih kecil.

Konsep ini dimanfaatkan pada thermometer bimetal, thermostat bimetal (setrika listrik), sekring listrik dan saklar alarm bimetal.

SOAL-SOAL

1. UN 2008

Perhatikan gambar berikut?