Pemuaian Linear Disusun Oleh Roki Mirza ( A14110038 )

by ROKI MIRZA on June 10th, 2012 at 9:45 amPosted In: General

Pemuaian LinearDisusun OlehRoki Mirza( A14110038 )

Praktikum FisikaElla RahmadaniFerry NurdinNia

Departemen FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamInstitut Pertanian Bogor2012

Daftar PustakaKata pengantar……………………………………………………………………………………………………….Latar belakang……………………………………………………………………………………………………….Pembahasan…………………………………………………………………………………………………………..Kesimpulan…………………………………………………………………………………………………………..Saran……………………………………………………………………………………………………………………

Kata pengantarTerima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan sedikit waktunya untuk saya sehingga saya bisa menyelesaikan makalah fisika ini. Makalah fisika ini dibuat untuk mememenuhi tugas akhir dari praktikum fisika. Penyajian makalah ini juga untuk penambahan nilai ujian praktikum fisika.Sebagai manusia biasa, makalah ini tak luput dari kesalahan. Untuk itu saya dengan rendah hati memohon maaf jika terdapat kekurangan dan kesalahan.

Latara belakangPemuaian 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 gas 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.

Bab 1 PembahasanA. Pengertian PemuaianPemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian pada zat gas 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.

B. Pemuaian Zat PadatCoba Kita amati bingkai kaca jendela di ruang kelas kita! Adakah bingkai jendela yang melengkung? Tahukah Kita apa sebabnya? Bingkai jendela tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

1. Pemuaian PanjangPernahkah Kita mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.

Alat Musschenbroek

Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar

Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan

Keterangan:L = Panjang akhir (m)L0 = Panjang mula-mula (m)ΔL = Pertambahan panjang (m)α = Koefisien muai panjang (/ºC)Δt = kenaikan suhu (ºC)

Beberapa Koefisien Muai Panjang Benda

2. Pemuaian LuasJika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m^2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah

Keterangan:A = Luas akhir (m2)Δ0 = Pertambahan luas (m2)A0 = Luas mula-mula (m2)β = Koefisien muai luas zat (/º C)Δt = Kenaikan suhu (ºC)

Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

3. Pemuaian VolumeJika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar

dimana

Keterangan:V = Volume akhir (m^3)V0 = Volume mula-mula (m^3)ΔV = Pertambahan volume (m^3)γ = Koefisien muai volume (/ºC)Δt = Kenaikan suhu (ºC)

C. Pemuaian Zat CairPada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.Anomali AirKhusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.Pada suhu 4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang

sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda. Lakukan kegiatan berikut untuk menyelidiki kecepatan pemuaian pada berbagai macam zat cair.

D. Pemuaian pada GasMungkin Kita pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.

Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai

γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 ºC^-1

Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu:a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),b. pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), danc. pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).

1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)Pernahkah kalian memompa ban dengan pompa manual. Apa yang kalian rasakan ketika baru pertama kali menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun, lama kelamaan menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan pompa, itu berarti volume gas tersebut mengecil. 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 dirumuskan sebagai

Dengan menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh persamaan

Keterangan:P = tekanan (atm)V = volume (L)T = suhu (K)

E. MANFAAT DAN KERUGIAN PEMUAIAN PADA ZAT-ZATMANFAAT PEMUAIANManfaat 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.Contoh pemanfaatan pemuaian adalah pada pemasangan klem/penyambung lempeng baja badan kapal. Lempeng-lempeng baja penyusun badan kapal tidaklah lempeng baja yang utuh, tapi berupa potongan-potongan berbentuk segi empat. Lempengan-lempengan ini disambung satu sama lain dengan diklem. Pemasangan paku klem dilakukan pada suhu panas/membara. Maka setelah paku mendingin, paku akan menyusut sehingga paku akan merekatkan sambungan lempeng dengan sangat erat.Selain itu, pemuaian juga bermanfaat dalam termostat. Termostat adalah alat pengontrol temperatur. Termostat ini terdiri atas 2 logam yang diklem satu sama lain (direkatkan) menjadi bimetal. Kedua logam mempunyai angka muai panjang yang berbeda. Ketika suhu naik, salah satu logam akan memuai lebih panjang daripada logam yang satunya. Akibatnya bimetal menjadi melengkung, sehingga arus listrik terputusKERUGIAN PEMUAIANContoh kerugian akibat pemuaian dalam kehidupan sehari – hari :1.Piston kendaraan akan macet bila tidak ada jarak yg sesuai antara piston dan cylinder.2.Rel kereta akan melengkung bila tidak ada jarak antar sambungan rel.3.Jalan layang akan retak bila tidak ada jarak antar sambungan jalan.4.Kaca akan pecah bila tidak ada jarak antar frame dan kaca.5.Pintu / jendela akan macet bila tidak ada jarak antar kusen dan pintu/jendela.6.Bearing akan macet bila tidak ada pendinginan.7.Kabel udara akan terlalu kebawah bila tidak tepat dalam pemasangananya.8.Pemuaian Gas : Korek api gas atau aerosol (tabung spray) akan pecah bila gas didalamnya memuai akibat kepanasan (oleh karena itu dianjurkan agar tidak menyimpan korek api gas atau aerosol didalam mobil)

BAB 2 Kesimpulan

KesimpulanPemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian terbagi menjadi 3 jenis yaitu: Pemuaian Panjang : adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian Luas : adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian Volume : adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor.