View
37.712
Download
31
Category
Preview:
DESCRIPTION
MATERI FISIKA UNTUK SISWA SMP KELAS VII DALAM BENTUK PDF. SUDAH SAYA SUSUN RUNTUT, MENARIK DAN DETAIL. SEMOGA BERMAMFAAT UNTUK KALIAN, SISWA-SIWA SMP. KUNJUNGI SAYA PADA http://aguspurnomosite.blogspot.com
Citation preview
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 1
Setiap zat pada umumnya akan mengalami pemuaian jika dipanaskan. Karena wujud zat ada 3 macam, macam pemuaian
pada zatpun juga dibedakan menjadi 3 macam, yaitu :
Pemuaian Zat Padat
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Zat Gas
Zat Padat dapat mengalami 3 jenis pemuaian, yaitu :
Pemuaian panjang zat padat
Pemuaian luas zat padat
Pemuaian volume zat padat
PPEEMMUUAAIIAANN ZZAATT PPAADDAATT
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 2
AA.. PPeemmuuaaiiaann PPaannjjaanngg ZZaatt PPaaddaatt Terjadi pada zat padat yang mempunyai bentuk memanjang seperti paku, kawat, batang besi dan sebagainya.
Alat untuk menyelidiki berbagai macam pemuaian panjang zat padat disebut Alat Musschenbroek.
Dari hasil percobaan diperoleh :
L = Lo.. t t = t2 – t1
Lt = Lo + L
Lt = Lo [1 + .t ]
Keterangan :
Lo = panjang mula-mula benda ( m atau cm )
Lt = panjang akhir benda ( m atau cm )
L = pertambahan panjang benda ( m atau cm )
t = perubahan suhu benda ( C )
t1 = suhu mula-mula benda ( C )
t2 = suhu akhir benda ( C )
= koefesiem muai panjang benda ( /C )
Koefesiem muai panjang zat padat adalah bilangan yang menyatakan besarnya pemuaian panjang benda
setiap satuan panjang suatu benda ketika suhunya dinaikkan sebesar 1C.
Koefesiem muai panjang zat padat nilainya ditentukan oleh jenis zat padat tersebut, dan nilainya berbeda satu
sama lainnya.
Tabel beberapa nilai koefesien muai panjang beberapa zat Padat
No Nama Zat Nilai
(dalam ( /C )
1 Aluminium 0,000024
2 Tembaga 0,000017
3 Besi 0,000012
4 Baja 0,000011
5 Timah 0,000030
6 Kuningan 0,000018
7 Perak 0,000020
1. Sebatang aluminium yang panjangnya 200 cm dipanaskan dari 20C menjadi 220C.
Tentukan : a. Pertambahan panjang baja
b. Panjang baja sekarang
Diket : Lo = 200 cm
t1 = 20C
t2 = 220C
α = 0,000024/C
Ditanya : L = …?
Lt = …?
Jawab :
t = t2 - t1 = 220 – 20 = 200C
L = Lo.. t = 200.0,000024.200 = 0,96 cm
Lt = Lo + L = 200 + 0,96 = 200,96 cm
2. Pada suhu 12C sebatang logam panjangnya 72 cm dan setelah dipanaskan sampai pada suhu 77C
panjangnya menjadi 72,06 cm.
Tentukan : a. Koefesien muai panjang logam
CONTOH SOAL
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 3
b. Panjang logam pada suhu 162C
Diket : Lo = 72 cm
t1 = 12C
t2 = 77C
Lt = 72,06 cm
Ditanya : α= …?
Lt = …? (t3 = 162C)
Jawab :
t = t2 - t1 = 77 – 12 = 65C
L = Lt – Lo = 72,06 – 72 = 0,06 cm
L = Lo.. t
=
C
L = Lo.. t = 72.0,000013.(162 – 12) = 0,14 cm
Lt = Lo + L = 72 + 0,14 = 72,14 cm
1. Sebatang baja yang panjangnya 60 cm dipanaskan dari 0C menjadi 120C.
Tentukan : a. Pertambahan panjang baja
b. Panjang baja sekarang
2. Sebatang aluminium yang panjangnya 200 cm dipanaskan dari 20C menjadi 220C.
Tentukan : a. Pertambahan panjang baja
b. Panjang baja sekarang
3. Pada suhu 12C sebatang besi panjangnya 72 cm dan setelah dipanaskan sampai pada suhu 77C panjangnya
menjadi 72,06 cm.
Tentukan : a. Koefesien muai panjang besi
b. Panjang besi pada suhu 162C
4. Sebatang penggaris besi yang mula-mula panjangnya 200 cm bersuhu 20C, kemudian dipanaskan. Ternyata
penggaris besi tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,060 cm. Tentukan sampai suhu berapakah
penggaris besi tersebut dipanaskan?
5. Sebatang kuningan yang mula-mula panjangnya 300 cm bersuhu tertentu, kemudian dipanaskan sampai bersuhu
200C. Ternyata batang kuningan tersebut mengalami pertambahan panjang sebesar 0,18 cm. Tentukan suhu awal
kuningan tersebut sebelum dipanaskan?
6. Dua batang logam yang terbuat dari tembaga panjangnya masing-masing 150 cm dan 400 cm pada suhu yang
sama dipanaskan bersama-sama, sehingga mengalami pemuaian. Ternyata panjang batang pertama menjadi 150, 8
cm, tentukan panjang batang kedua!
7. Dua penggaris dari besi dan alumunium panjangnya sama sama 250 cm, mula-mula keduanya bersuhu 25C. Jika
keduanya mengalami pemuaian saat dipanaskan, tentukan selisih panjang akhir keduanya setelah dipanaskan
sampai suhu keduanya menjadi 275C?
8. Dua penggaris dari baja dan tembaga panjangnya sama sama 200 cm, mula-mula keduanya bersuhu 20C. Jika
keduanya mengalami pemuaian saat dipanaskan, tentukan selisih panjang akhir keduanya setelah dipanaskan
sampai suhu keduanya menjadi 320C?
CONTOH SOAL
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 4
BB.. PPeemmuuaaiiaann LLuuaass ZZaatt PPaaddaatt
Dari hasil percobaan diperoleh :
A = Ao. . t = Ao. 2. t
= 2. t = t2 – t1
At = Ao + A
At = Ao [1 + .t ]
Keterangan :
Ao = luas mula-mula benda ( m2 atau cm
2 )
At = luas akhir benda ( m2 atau cm
2 )
A = pertambahan luas benda ( m2 atau cm
2 )
t = perubahan suhu benda ( C )
t1 = suhu mula-mula benda ( C )
t2 = suhu akhir benda ( C )
= koefesiem muai luas benda ( /C )
Koefesiem muai luas zat padat adalah bilangan yang menyatakan besarnya pemuaian luas benda setiap
satuan luas suatu benda ketika suhunya dinaikkan sebesar 1C.
1. Pada suhu 0C luas sekeping logam 50 cm2. Hitung pemuaiannya bila dipanaskan sampai suhu 200C.
Koefesien muai panjang logam 0,000010/C!
2. Sekeping lempengan baja yang luasnya 200 cm2 dipanaskan dari suhu 0C menjadi 100C. Hitunglah :
a. Pertambahan luas lempengan baja tersebut
b. Luas akhir baja tersebut
3. Pada suhu 30C sekeping logam luasnya 100 cm2. Setelah dipanaskan pada suhu 230C, luasnya menjadi
100,48 cm2. Hitunglah koefesien muai luas dan panjang logam tersebut!
4. Dua batang besi dan alumunium luasnya sama sama 250 cm2, mula-mula keduanya bersuhu 25C. Jika
keduanya mengalami pemuaian saat dipanaskan, tentukan selisih luas akhir keduanya setelah dipanaskan
sampai suhu keduanya menjadi 225C?
CONTOH SOAL
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 5
cc.. PPeemmuuaaiiaann VVoolluummee ZZaatt PPaaddaatt
Dari hasil percobaan diperoleh :
V = vo.. t = vo.3. t
= 3. t = t2 – t1
Vt = Vo + V
Vt = Vo [1 + .t ]
Keterangan :
Vo = volume mula-mula benda ( m3 atau cm
3 )
Vt = volume akhir benda ( m3 atau cm
3 )
V = pertambahan volume benda ( m3 atau cm
3 )
t = perubahan suhu benda ( C )
t1 = suhu mula-mula benda ( C )
t2 = suhu akhir benda ( C )
= koefesiem muai volume benda ( /C )
Koefesiem muai volume zat padat adalah bilangan yang menyatakan besarnya pemuaian volume benda
setiap satuan volume suatu benda ketika suhunya dinaikkan sebesar 1C.
1. Sebuah botol dari kaca pada suhu 15C volumenya 50 cm3. Tentukan pertambahan volumenya jika
dipanaskan sampai suhu 35C. koefesien muai panjang kaca 0,000009/C.
2. Sebuah bejana dari aluminium pada suhu 10C volumenya 1000 cm3, dipanaskan sampai suhu 110C.
Tentukan :
a. Pertambahan volumenya
b. Volume akhirnya
3. Sebuah bejana dari baja pada suhu 20C volumenya 200 cm3, dipanaskan sampai suhu 220C. Tentukan :
a. Pertambahan volumenya
b. Volume akhirnya
4. Sebuah botol gelas volumenya pada suhu 0C tepat 50 cm3 diisi air raksa pada suhu yang sama. Kemudian
dipanaskan bersama-sama sampai suhu 100C. Bila koefesien muai panjang botol 0,00008/C dan koefesien
muai ruang air raksa 0,000182/C. Hitunglah volume air raksa yang tumpah!
LATIHAN SOAL
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 6
Zat Cair hanya dapat mengalami pemuaian volume atau ruang saja, sehingga rumus-rumus yang digunakan
sama seperti pemuaian volume zat padat di atas. Tetapi perlu diingat, zat cair hanya mempunyai koefesiem muai
volume saja, tidak mempunya koefesien muai panjang.
Dari hasil percobaan diperoleh :
V = vo.. t
Vt = Vo + V t = t2 – t1
Vt = Vo [1 + .t ]
Keterangan :
Vo = volume mula-mula benda ( m3 atau cm
3 )
Vt = volume akhir benda ( m3 atau cm
3 )
V = pertambahan volume benda ( m3 atau cm
3 )
t = perubahan suhu benda ( C )
t1 = suhu mula-mula benda ( C )
t2 = suhu akhir benda ( C )
= koefesiem muai volume benda ( /C )
Pemuaian Air Pemuaian air merupakan pemuaian volume/ruang.
Sifat-sifat khusus pemuaian air :
Volume air terkecil pada suhu 4C
Air bila dipanaskan dari suhu 4C volumenya akan memuai (bertambah besar)
Air bila didinginkan dari suhu 4C volumenya akan memuai (bertambah besar)
Sifat pemuaian air yang menyimpang dari sifat zat umumnya disebut dengan ANOMALI AIR.
Grafik Anomali Air
Volume Air
0C 4C
Pemuaian Zat Cair
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 7
Zat Gas hanya dapat mengalami pemuaian volume atau ruang saja, sehingga rumus-rumus yang digunakan sama seperti
pemuaian volume zat padat di atas. Tetapi perlu diingat, zat cair hanya mempunyai koefesiem muai volume saja, tidak
mempunya koefesien muai panjang. Diman koefesien muai untuk semua gas sama yaitu sebesar
/C
Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu:
a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),
b. pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), dan
c. pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).
1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga
tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Dirumuskan sebagai:
Keterangan:
P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)
2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap (Isobar)
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan
dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan
sebagai:
Keterangan:
V = volume (L)
T = suhu (K)
3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik)
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang
tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Hukum Boyle-Gay Lussac
Pemuaian Zat Gas
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 8
dirumuskan sebagai
Dengan menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh
persamaan
Keterangan:
P = tekanan (atm)
V = volume (L)
T = suhu (K)
Dari hasil percobaan diperoleh :
V = vo.. t
Vt = Vo + V t = t2 – t1
Vt = Vo [1 + .t ]
Keterangan :
Vo = volume mula-mula benda ( m3 atau cm
3 )
Vt = volume akhir benda ( m3 atau cm
3 )
V = pertambahan volume benda ( m3 atau cm
3 )
t = perubahan suhu benda ( C )
t1 = suhu mula-mula benda ( C )
t2 = suhu akhir benda ( C )
= koefesiem muai volume benda ( /C )
Penerapan Konsep Pemuaian Zat dalam Kehidupan Sehari-Hari
Prinsip pemuaian zat banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh penerapannya:
1. Pemasangan Kaca Jendela
Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada
koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari terjadinya pembengkokan
pada bingkai.
2. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api
Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu
meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel
maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.
3. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati
Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan
untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus
dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan
untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang
kuat pada tempatnya.
4. Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon
Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang
kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel
akan terputus.
5. Keping Bimetal
Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi
satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan
PP EE MM UU AA II AA NN
DISUSUN OLEH Drs. AGUS PURNOMO KHUSUS SISWA SMPN 3 TAMAN 9
kedua keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang
yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang
yang kecil.
Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal
pada seterika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal. Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien
muainya dapat berguna bagi industri otomotif, misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis atau pada
lampu reting kendaraan.
1. Sebuah botol gelas volumenya pada suhu 0C tepat 50 cm3 diisi air raksa pada suhu yang sama. Kemudian
dipanaskan bersama-sama sampai suhu 100C. Bila koefesien muai panjang botol 0,00008/C dan koefesien muai
ruang air raksa 0,000182/C. Hitunglah volume air raksa yang tumpah!
2. Sebuah botol gelas volumenya pada suhu 20C tepat 400 cm3 diisi alkohol pada suhu yang sama. Kemudian
dipanaskan bersama-sama sampai suhu 80C. Bila koefesien muai panjang botol 0,00008/C dan koefesien muai
ruang alkohol 0,000250/C. Hitunglah volume air raksa yang tumpah!
3. Sebutkan mamfaat peristiwa pemuaian dalam kehidupan sehari-hari!
4. Sebuah Bimetal terbuat dari logam A dan logam B yang berbeda, dengan koefesien muai panjang logam B lebih
besar dari koefesien muai panjang logam A. Kemanakah bimetal tersebut akan membengkok bila bimetal itu :
a. dipanaskan
b. didinginkan
5. Suatu gas suhunya 27ºC dipanaskan pada tekanan tetap. Berapa suhu gas tersebut saat volume gas menjadi 3 kali
volume semula?
6. Gas di dalam ruang tertutup pada suhu 27ºC dan tekanan 2 atm memiliki volume 2,4 L. Berapa volume gas tersebut
pada suhu 227ºC dan tekanan 3 atm?
7. Sejumlah gas dengan volume 4 L pada tekanan 1,5 atm dan suhunya 27ºC. Kemudian gas tersebut dipanaskan
hingga suhunya 47ºC dan volumenya 3,2 L. Berapakah tekanan gas setelah dipanaskan?
8. Sejumlah gas dengan volume 2 ml pada tekanan 5 atm dan suhunya 127ºC. Kemudian gas tersebut dipanaskan
hingga suhunya 527ºC dan volumenya 3,2 L. Berapakah tekanan gas setelah dipanaskan?
LATIHAN SOAL
Recommended