MUAI PANJANG BENDA PADAT


 

  1. A.    TUJUAN

Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam.

  1. B.     ALAT DAN BAHAN
  • Moechen Broek
  • Lampu Spiritus
  • Mistar
  • Thermometer
  • Serbet
  • Penjepit
  • Batang besi
  • Kuningan
  • Batang aluminium
  • Korek api
  1. C.    PRINSIP TEORI

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor.

Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas. Pemuaian pada zat padat ada 3 jenis yaitu pemuaian panjang (untuk satu demensi), pemuaian luas (dua dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi). Sedangkan pada zat cair dan zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja, khusus pada zat gas biasanya diambil nilai koofisien muai volumenya sama dengan 1/273.

Masalah pemuaian zat dapat kita lihat dapat kehidupan sehari-hari, misalnya retaknya gelas tebal ketika diisi air mendidih. Ini karena sisi dalam gelas memuai lebih dahulu daripada sisi luarnya. Beberapa cara untuk mengatasi masalah-masalah yang disebabkan oleh pemuaian zat adalah: (1) ukuran bingkai kaca lebih besar daripada ukuran kaca, (2) sambungan antara dua batang rel diberi celah, (3) salah satu ujung jembatan yang memuai diberi celah, (4) sambungan antara dua lintasan jalan beton diberi celah, (5) kawat telepon atau kawat listrik dibiarkan kendor pada hari panas agar tidak putus ketika menyusut pada hari dingin.

Manfaat pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari antara lain: (1) termometer zat cair (raksa dan alkohol), (2) termometer gas, (3) pengelingan pelat logam, (4) pemasangan roda pada ban baja lokomotif atau pemasangan bingkai besi pada roda sado/pedati.

Keping bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muai panjang dikeling menjadi satu. Jika dipanaskan, keping melengkung ke arah yang koefisien muainya lebih kecil dan jika didinginkan, keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih besar. Sifat pelengkungan keping bimetal yang peka terhadap perubahan suhu dimanfaatkan pada saklar termal, termostat bimetal, dan lampu rem mobil

Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali.

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan.

Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah

Pemuaian terjadi ketika zat dipanaskan (menerima kalor), partikel-partikel zat bergetar lebih cepat sehingga saling menjauh dan benda memuai. Sebaliknya, ketika zat didinginkan (melepas kalor) partikel-partikel zat bergetar lebih lemah sehingga saling mendekati dan benda menyusut.

Muai panjang berbagai zat padat diselidiki dengan alat Musschenbrock. Dengan alat ini ditemukan bahwa muai panjang zat padat bergantung pada tiga faktor:

  1. panjang awal (lo) : makin besar panjang awal, maka makin besar muai panjang
  2. kenaikan suhu (DT): makin besar kenaikan suhu, maka makin besar muai panjang
  3. jenis bahan.

Bila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka digunakan persamaan sebagai berikut :

Yang perlu diperhatikan adalah didala rumus tersebut banyak sekali menggunakan lambang sehingga menyulitkan dalam menghapal. Disarankan untuk sering menggunakan rumus tersebut dalam mengerjakan soal dan tidak perlu dihapal.

  1. D.                PROSEDUR PERCOBAAN
  • Menyiapkan alat-alat serta perlengkapan lainnya dalam keadaan bersih dan kering
  • Mengukur panjang masing-masing logam (L0) yang ingin dipanaskan dan letakkan pada alat moeschen broek
  • Mencatat suhu kamar atau logam tersebut sebagai suhu awal (t1)
  • Menyalakan lampu spiritus, dimana pada masing-masing logam telah ditempelkan thermometer untuk mengontrol suhu ebagai pertambahan panjang (∆l) logam
  • Mengamati skala  pada alat saat telah menunjukkan 400, 500, dan 600 c (t2)
  • Mengulangi prosedur diatas sebanyak 3X
  • Membuat hasil pengamatan pada table
  1. E.     DATA PENGAMATAN

No

Obyek

Lo

(cm)

T1 (0c)

T2 (0c)

Pembacaan skala

I (10-3mm)

Ulangan 1 Ulangan 2
1 Aluminium

21180 c400 c

500c5

10                                         66

11                                         112Kuningan

20,5180 c400 c

500c11

15                                         99

12                                         12

  1. F.     TUGAS
    1. Hitung koefisien muai panjang masing-masing logam berdasarkan rumus yang ada
    2. Bandingkan hasil yang anda peroleh dengan muai panjang yang ada pada literature
    3. Kesimpulan apa yang dapat kamu peroleh

Jawab

  1. Untuk alumunium suha 40º

5,5 x 10-4=21 x α x 22º C

α = 5,5 x 10-4

     21 x 22

α = 1,19 x 10-6

  1. Untuk alumunium suhu 50º

10,5 x 10-4= 21 x α x (50ºC – 18ºC)

10,5 x 10-4= 21 x α x 32º C)

α = 10,5 x 10-4

21 x 32

α = 1,56 x 10-6

  1. Untuk Kuningan suhu 40º

10 x 10-4= 20,5 x α x 22

α = 10 x 10-4

     20,5 x22

α = 4,5 x 10-6

 

 

  1. Untuk kuningan suhu 500

 

13,5 x 10-4= 20,5 x α x 32

α = 13,5 x 10-4

    20,5 x 32

α = 2,05 x 10-6

 

 

KESIMPULAN

 

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor.

Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas.

Pemuaian pada zat padat ada 3 jenis yaitu pemuaian panjang (untuk satu demensi), pemuaian luas (dua dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi). Sedangkan pada zat cair dan zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja, khusus pada zat gas biasanya diambil nilai koofisien muai volumenya sama dengan 1/273.

Pemuaian panjang dinyatakan dengan rumus

Lt=L0(1+α ∆t)

∆L=L0 α ∆t

About these ads

2 Komentar (+add yours?)

  1. Azmi
    Mar 20, 2013 @ 06:24:19

    makasihya

    Balas

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: