Pengaruh Kalor Pada Pemuaian Zat

Cara Pintar Cepat Pintar Fisika - Kalor dan suhu menjadikan terjadinya perubahan pada suatu zat. Perubahan tersebut sanggup berupa pemuaian dan sanggup juga perubahan bentuk atau wujud dari zat tersebut. Pemuaian yang dialami zat juga dibedakan menjadi pemuaian panjang, pemuaian volume dan pemuaian gas.

Muai Panjang

Zat padat yang bentuknya memanjang, pada umumnya akan mengalami muai panjang jikalau benda tersebut dipanaskan. Pertambahan panjang yang dialami benda tersebut berbanding lurus dengan pertambahan suhunya. Artinya jikalau suhu semakin naik, maka pemuaiannya pun akan bertambah panjang. Secara matematik pemuaian panjang ini sanggup dirumuskan sebagai berikut.

ΔL = Lo.α.Δt

Karena: ΔL = perubahan panjang yang dialami benda (panjang simpulan – panjang awal) maka panjang simpulan dari benda yang memuai:

L= Lo (1 + α . Δt)

L = panjang simpulan benda dalam satuan meter
Lo = panjang mula mula dalam satuan meter
ΔL = perubahan panjang dalam satuan meter
α = koefisien muai panjang benda dalam satuan m/^oC
Δt = perubahan suhu

Contoh soal
Sebatang aluminium panjangnya 1,5 m pada suhu 0^oC. Kemudian dipanaskan hingga suhu 50^oC. Jika koefisien muai panjang aluminium besarnya 24.10^-6/^oC, berapakah panjang aluminium tersebut sesudah dipanaskan?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
L= Lo (1 + α . Δt)
L= 1,5 (1 + 24 . 10^-6. 50)
L= 1,5018 m

Perubahan suhu yang sama terhadap benda yang berbeda belum tentu menjadikan pertambahan panjang yang sama. Pertambahan panjang benda ini dipengaruhi oleh koefisien muai panjang yang dimiliki oleh benda tersebut yang besarnya sanggup berbeda beda.

Apa itu koefisien muai panjang itu?
Secara definisi sanggup dijelaskan bahwa koefisien muai panjang merupakan bilangan yang menunjukkan berapa cm atau m bertambahnya panjang tiap 1 cm atau 1 m suatu batang yang jikalau suhunya dinaikkan 1 derajat celcius. Semakin besar koefisien muai panjang benda semakin besar pula pertambahan panjangnya untuk tiap kenaikan suhu.

Muai Volume

Sebagaimana halnya dengan pemuaian panjang, benda juga akan mengalami pemuaian volume jikalau mengalami perubahan suhu. Sebagai rujukan yang sangat praktis yaitu dikala kita menggoreng kerupuk yang mengembang dikala dipanaskan. Pertambahan volume dari sebuah benda juga dipengaruhi oleh koefisien muai volume benda.

Secara matematik sanggup kita rumuskan sebagai berikut.
ΔV = Vo . γ . Δt
Volume simpulan dari benda yang mengalami muai volume ini sanggup juga kita cari dengan rumus berikut.
V = Vo .(1 + γ . Δt)
V = Volume simpulan benda dalam satuan m³
Vo = Volume mula mula dalam satuan m³
γ = koefisien muai volume benda dalam satuan m³/^oC
Δt = perubahan suhu

Contoh soal
Sebuah silinder gelas yang isinya pada suhu 0^oC = 2 liter diisi penuh dengan alkohol. Jika gelas tersebut beserta isinya dipanaskan hingga suhu 40^oC.Hitunglah berapa cm³ volume silinder gelas, volume alkohol dan volume alkohol yang tumpah? (α alkohol 0,001/^oC, α gelas 9 . 10^-6/^oC).
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
a. Volume silinder gelas
    V = Vo .(1 + γ . Δt)
    V= 2 (1 + 3 α .40)
    V= 2 (1 + 27 . 10^-6 .40)
    V= 2,00216 liter
    V= 2002,16 cm³
b. Volume alkohol
     V= Vo .(1 + γ . Δt) 
     V= 2 (1 + 0,001.40)
     V= 2 (1 + 0,040)
     V= 2,08 liter
     V= 2080 cm³
c. Volume alkohol yang tumpah
    ΔV = Valkohol – Vgelas
    ΔV = 2080 cm³ - 2002,16 cm³
    ΔV = 77,84 cm³

Koefisien muai volume atau ruang suatu benda merupakan bilangan yang menunjukkan pertambahan volume 1 cm³ zat tersebut apabila dipanaskan 1^oC. Untuk zat pada berlaku ketentuan 1 γ (dibaca gama) sama dengan 3 α (dibaca alpha).

kalau kita tuliskan rumusnya menjadi menyerupai berikut.

V = Vo .(1 + γc . Δt)

Koefisien muai volume atau ruang suatu zat cair merupakan bilangan yang menunjukkan pertambahan volume 1 cm³zat cair tersebut apabila dipanaskan 1^oC

Anomali air

Khusus untuk air, apabila suhunya diturunkan atau didinginkan maka volumenya akan bekurang secara teratur hingga suhu 4^oC. Jika suhunya semakin diturunkan maka volume nya akan naik lagi dan pada 0 ^oC akan terjadi pembekuan (membeku). Jika terus didinginkan volumenya akan tetap bertambah besar. Sebagai rujukan mungkin kita pernah melihat watu Es yang membengkak dikala telah menjadi Es, sebab itu dikala menciptakan Es disarankan wadahnya tidak terlalu penuh.

Pemuaian Gas

Jika suatu gas dipanaskan dengan tekanan yang tetap, maka gas tersebut akan mengalami pemuaian volume (bertambah volumenya).
Pertambahan volume suatu gas sanggup dirumuskan sebagai berikut.

ΔV = Vo . β . Δt

Karena β merupakan koefisien muai volume gas yang nilainya tetap untuk semua gas yaitu sebesar 1/273, maka rumus di atas sanggup kita ubah menjadi sebagai berikut.

ΔV=Vo.(1/273).Δt

atau

ΔV = (Vo . Δt) / 273

Contoh soal
Sejumlah gas oksigen dipanaskan hinga suhu 75^oC. Jika mula mula terdapat 2 liter gas pada suhu 15^oC, berapkah pertambahan volumenya?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
   ΔV = Vo . (1/273) . Δt
   ΔV = 2 .60/273
   ΔV = 120/273
   ΔV = 0,44 liter

Sumber http://carafisika.blogspot.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: