IPA · Bab 7 PEMUAIAN

Zaipudin

24/08/2021 16:14:28

SMP 7 K-13

Lihat Katalog Lainnya

Halaman

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

109

Sumber:

PREMIUM IMAGE

BAB 7

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari pemuaian, peser ta didik

mampu melakukan percobaan yang berkaitan

pemuaian dalam kehidupan sehari-hari.

PEMUAIAN

Peta Konsep

Mengamati peristiwa alam dalam kehidupan sehari-hari memang

sangat menarik. Dengan mempelajari gejala-gejala alam yang terjadi kita

akan mendapatkan ilmu secara empirik dan hasilnya dapat kita terapkan

untuk mempermudah kehidupan. Pernahkah kalian mengamati perbedaan

keadaan kabel listrik di siang hari terik dengan malam hari yang dingin?

Apabila kalian perhatikan di siang hari terik rentangan kabel lebih kendor

dibandingkan dengan malam hari?

Jenis pemuaian

Kerugian

Penerapan/manfaat

Perlu diperhatikan pada:

1. Pemasangan kaca jendela

2. Pemasangan jembatan besi

3. Pemasangan rel kereta api

4. Pemasangan roda besi

5. Pengelingan/logam

Jika tidak

diperhatikan

Pemuaian panjang

L = L

Pemuaian luas

A = A

Pemuaian luas

V = V

PEMUAIAN

Termometer

logam

Saklar

otomatis

Sensor

panas

Penerapan teknik

Bimnetal

110

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Penerapan teknik yang berhubungan dengan pemuaian juga banyak

kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pernahkah kalian pikirkan

mengapa sambungan rel kereta api atau sambungan jembatan yang terbuat

dari logam tidak dibuat rapat? Pernahkah kalian tanyakan pada tukang kayu,

mengapa pemasangan kaca pada jendela tidak dibuat sangat rapat? Pernahkah

kalian pikirkan bagaimana kerja dari termometer, sehingga dapat digunakan

untuk mengukur suhu? Mencari jawaban “mengapa” akan menambah

wawasan kita tentang ilmu pengetahuan.

Pemuaian

Dalam fisika dikenal dengan istilah kesetim-

bangan termal. Kesetimbangan termal terjadi

apabila dua buah benda bersentuhan. Pernahkan

kalian perhatikan bagaimana keadaan air dingin

dengan air yang sedang mendidih? Pada air

dingin secara fisual keadaannya tenang karena partikel-partikelnya

bergetar lambat (tidak tampak oleh mata). Tetapi pada air yang sedang

mendidih terlihat gerakan yang dapat dilihat oleh mata.

Hal itu membuktikan bahwa pada air yang mendidih partikel-

partikel airnya bergetar lebih cepat atau mendesak partikel air di

sampingnya dengan kuat. Akibatnya terjadi pemuaian, yang disebut

dengan

pemuaian termal.

Pemuaian termal juga terjadi pada gas dan zat

padat.

Ibu sedang memasak air menggunakan ketel

dengan tutup yang rapat, ketika air yang digunakan

mendidih ternyata tutupnya dapat terangkat-angkat

dari mulut ketel. Mengapa hal tersebut dapat terjadi?

Dapatkah kalian memberi penjelasan? Bagaimana

keadaannya jika ketel tersebut tidak ada lubang udara?

Sumber:

PLATINUM IMAGE

Pada umumnya sebuah zat, baik zat

padat, zat cair maupun gas akan memuai

apabila dipanaskan. Tetapi ada keanehan yang

terjadi pada air.

Air pada suhu 0

C apabila dipanaskan

tidak menunjukkan adanya pemuaian tetapi

malah terjadi penyusutan hingga suhu 4

setelah suhu 4

C baru terjadi pemuaian.

Keanehan itu disebut dengan

anomali air.

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

111

Besaran apakah yang berubah dari suatu benda apabila terjadi pemuaian?

Pada peristiwa pemuaian massa benda tetap (masa benda tidak

bertambah) tetapi volume benda akan berubah (bertambah besar). Besaran

yang berhubungan dengan massa dan volume dari suatu benda adalah

massa jenis (

). Akibatnya adalah terjadinya perubahan massa jenis benda

(

Untuk mengetahui adanya pemuaian pada beberapa zat, lakukan kegiatan

aebagai berikut:

Kuis!

Massa jenis (

) adalah massa benda (m) tiap satuan volume (V)

. Bagaimanakah massa jenis benda saat terjadi pemuaian?

b. Bagaimanakah massa jenis benda saat terjadi penyusutan?

Uji Kreativitas 7.1

Tujuan: Mengamati pemuaian termal pada zat padat.

1. Alat dan bahan

a. Alat Musschenbroek

. Pembakar spiritus

c. Tiga buah batang logam yang berbeda (misalnya: besi, aluminium, tembaga)

2. Kegiatan

a. Siapkan alat Musschenbroek. Tepatkan semua jarum penunjuk pada angka nol.

letakkan ketiga batang logam pada tempatnya sebagai berikut:

. Tuangkan spiritus pada tempatnya dan nyalakan (usahakan ketiga batang

mendapat kalor yang sama).

Alat muai panjang Musschenbroek

Sumber:

3D GALLERY

112

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Kegiatan berikut ini akan menunjukkan kepada kita bahwa pemuaian

juga terjadi pada zat cair yang dipanaskan.

b. Amatilah ketiga jarum penunjuk, apa yang terjadi pada ketiga jarum penunjuk

yang berhubungan denan batang-batang logam?

c. Mengapa demikian?

d. Tuliskan urutan ketiga logam yang mempunyai pemuaian panjang dari besar ke kecil!

3. Kesimpulan

Uji Kreativitas 7.2

Tujuan: Mengamati pemuaian termal pada zat cair.

1. Alat dan bahan

a. Dilatometer (gelas erlenmeyer + penyumbat gabus dan pipa kaca)

. Air

c. Pembakar spiritus + kaki tiga

2. Kegiatan

a. Isilah dilatometer dengan air hingga pipa

kacan

ya terisi air. Tandai dengan spidol

permukaan air pada pipa kaca.

b. Nyalakan pembakar spiritus.

Amati ketinggian permukaan air ketika

dipanaskan pada pipa kaca dilatometer.

Apakah yang terjadi?

c. Mengapa terjadi demikian?

3. Kesimpulan

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

113

Kegiatan berikut ini akan menunjukkan kepada kita bahwa pemuaian

juga terjadi pada udara (gas) yang dipanaskan.

Uji Kreativitas 7.3

Tujuan: Mengamati pemuaian termal pada gas (udara).

1. Alat dan bahan

a. Gelas erlenmeyer

. Pembakar spiritus

c. Balon karet

2. Kegiatan

a. Tutuplah mulut gelas erlenmeyer kosong

(berisi udara) dengan balon karet. Letakkan

di atas pembakar spiritus.

. Nyalakan pembakar spiritus. Amati balon

karet. Apakah yang terjadi dengan balon

karet?

c. Mengapa terjadi demikian?

3. Kesimpulan

114

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Dari ketiga percobaan di atas dapat dilihat bahwa baik zat padat,

zat cair maupun gas apabila dipanaskan akan memuai. Pada percobaan

pemuaian panjang menggunakan alat Musschenbroek, perubahan

penunjukan ketiga jarum pada alat Musschenbroek (alat muai panjang)

ketika dipanasi, menunjukkan bahwa zat padat/logam akan bertambah

panjang yang disebut pemuaian panjang.

Besarnya pemuaian panjang tergantung pada beberapa faktor, antara lain:

Semakin panjang suatu logam, pertambahan panjangnya semakin besar

Semakin tinggi suhunya, pemuaiannya semakin besar

Tiap logam yang berbeda apabila dipanasi dengan suhu yang sama akan

menghasilkan pertambahan panjang yang berbeda

Besarnya pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang mula-mula (Lo),

pertambahan suhu atau kenaikan suhu (

t) dan jenis logam yang diwakili

oleh besaran koefisien muai panjang (

Keofisien muai panjang (

)

adalah angka yang menunjukkan

pertambahan pemuaian tiap kenaikan suhu 1

Beberapa harga keofisien muai panjang (

) pada beberapa bahan sebagai

berikut:

Nama bahan

Koefisien muai panjang( / °C )

Aluminium

25 x 10

–6

Kuningan

19 x 10

–6

Baja atau besi

11 x 10

–6

Kaca pyrex

3 x 10

–6

Kaca

9 x 10

–6

Tembaga

17 x 10

–6

Platina

9 x 10

–6

Timah

29 x 10

–6

Pemuaian Panjang

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

115

Batang logam sebelum dipanaskan dan sesudah dipanaskan di-

gambarkan sebagai berikut:

Sebelum dipanaskan

Sesudah dipanaskan

Persamaan pertambahan panjang dan panjang setelah dipanaskan dituliskan

sebagai berikut:

L = Lo.

= Lo +

atau

= Lo (1+ .

.t )

Contoh:

1. Besi panjangnya 1 meter, mula-mula suhunya 20

C dipanaskan

hingga suhunya mencapai 120

C. Apabila koefisien muai panjangnya

11 x 10

–6

Hitunglah:

a. Pertambahan panjangnya.

b. Panjang setelah dipanaskan

Diketahui:

Lo = 1 m

Dt = 120

– 20

= 100

a = 11 x 10

-6

Ditanya:

b. Lt

Keterangan:

pertambahan panjang ( m)

panjang mula-mula

(

m )

koefisien muai panjang

(

C )

perubahan suhu (

panjang setelah pemanasan (m )

116

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Jawab:

a. Pertambahan panjang

b. Panjang akhir

L = Lo.

= Lo +

L = 1 x 11 x 10

-6

x 100

= 1 + 0,0011

L = 11 x 10

–4

= 1,0011 m

L = 0,0011 m

2. Sebuah benda panjangnya 2 meter suhunya dinaikkan sebesar 100

ternyata bertambah panjang 0,008 m. Hitunglah besarnya koefisien muai

panjang benda tersebut?

Diketahui:

= 2 m

= 100

= 0,008 m

Ditanya:

= .... ?

Jawab:

L = Lo.

0,008 = 2 .

. 100

= 0,008/200

= 0,00004

= 4 x 10

-5

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

117

Apabila kita perhatikan dengan sungguh-sungguh sebetulnya zat

padat tidak hanya mengalami pemuaian panjang tetapi juga mengalami

pemuaian volume. Pada percobaan muai panjang menggunakan alat

Moescenbroek yang diukur hanya pertambahan panjang, sedangkan

pertambahan luas penampang batang tidak diukur. Pertambahan luas

penampang pada pengukuran muai panjang diabaikan.

Pada zat cair dan gas yang mudah diamati adalah pemuaian volume.

Besarnya pertambahan volume yang diakibatkan oleh penambahan kalor

tergantung pada: volume mula-mula (Vo), kenaikan suhu (

t) dan koefisien

muai volume (

Keofisien muai volume (

)

adalah angka yang menunjukkan

pertambahan volume tiap kenaikan suhu 1

Besarnya

keofisien muai volume (

)

suatu zat tiga kali dari

koefisien muai

panjang (

) zat tersebut atau

= 3

Berdasarkan percobaan Guy Lussac,

Besarnya koefisien muai volumenya gas selalu sama (

) = ——

273

Beberapa harga keofisien muai volume (

) pada beberapa zat sebagai berikut:

Nama bahan(zat padat)

Koefisien muai volume( / °C )

Bensin

950

x 10

–6

Air raksa

180

x 10

–6

Air

210

x 10

–6

Alkohol (methyl)

1.200 x 10

–6

Alkohol (ethyl)

1.100 x 10

–6

Gliserin

500

x 10

–6

Minyak parafin

900

x 10

–6

Udara

3.400 x 10

–6

Pemuaian Volume/Ruang

118

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Nama bahan (zat padat)

Koefisien muai volume( / °C )

Aluminium

75 x 10

–6

Kuningan

57 x 10

–6

Baja atau besi

33 x 10

–6

Kaca pyrex

9 x 10

–6

Kaca

27 x 10

–6

Tembaga

51 x 10

–6

Platina

27 x 10

–6

Timah

87 x 10

–6

Besarnya pertambahan volume benda apabila dipanaskan sebanding dengan

volume mula-mula (Vo), angka muai volume (

) dan kenaikan suhu (

t).

Dirumuskan:

V = Vo.

= Vo +

atau

= Vo (1+ .

.t )

Contoh:

1 . Bola besi mempunyai volume 10 cm³ bersuhu 10

C. Apabila dipanaskan

hingga bersuhu 110

Hitunglah :

a. pertambahan volumenya

b. volume setelah dipanaskan

Diketahui:

= 10 m³

= 100

besi

= 33 x 10

-6

Keterangan:

= pertambahan volume ( m³)

V o

= volume mula-mula ( m³ )

= koefisien muai volume (/

C )

= perubahan suhu (

= volume setelah pemanasan (m³ )

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

119

a. Pertambahan volume

V=Vo.

= 10 x 33 x 10

-6

x 100

= 33 x 10

–3

= 0,033 m³

Ditanya:

V = .... ?

b . Vt = .... ?

Jawab:

b. Volume akhir

=Vo +

= 10 + 0,033

= 10,033 m³

2 . Minyak parafin mula-mula volume 50 m³ dan suhunya 10

C kemudian

dipanaskan saat terik matahari hingga suhunya mencapai 80

C. Apabila

koefisien muai volumenya 900 x 10

–6

Diketahui:

= 50 m²

t=70

= 900 x 10

-6

Ditanya:

V = .... ?

b . Vt = .... ?

Hitunglah:

a. Pertambahan volumenya

b. Volume minyak pada suhu 80

Jawab:

b. Volume akhir

=Vo +

= 50 + 3,15

= 53,15 m³

a. Pertambahan volume

V=Vo.

= 50 x 900 x 10

-6

x 70

= 3150000 x 10

-6

= 3,15 m³

120

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Buatlah laporan masing-masing kelompok dan presentasikan!

Tu g a s

KelompokKelompok

Kelompok

Uji Kreativitas 7.4

Tujuan: Mengamati beberapa pemuaian termal pada zat cair.

1. Alat dan bahan

a. Gelas kimia besar

. Dilatometer (tabung reaksi + penyumbat gabus dan pipa kaca 5 buah)

c. Pembakar spiritus + kaki tiga

d. Termometer

e. Penggaris/spidol

Beberapa zat cair (air, minyak tanah, minyak goreng, oli, spiritus.

2. Kegiatan

a. Isilah 5 dilatometer dengan zat air yang

berbeda hingga pipa kacanya terisi zat cair

etinggian zat cair sama). Tandai dengan

spidol permukaan air pada pipa kaca.

b. Masukkan kelima dilatometr ke dalam gelas

kimia besar yang berisi air.

c. Nyalakan pembakar spiritus. Amati kenaikan

ketinggian permukaan air pada kelima

dilatometer ketika dipanaskan pada suhu

C (dibaca pada termometer).

d. Ukurlah menggunakan penggaris kenaikan tinggi permukaan zat cair pada kelima

pipa kaca pada suhu 50

C. Catat hasil pengamatan kalian pada tabel berikut!

Nama Zat cair

Kenaikan tinggi permukaan zat cair pada pipa kaca (mm)

Air

Minyak tanah

Minyak goreng

O l i

Spiritus

3. Kesimpulan

Tabung kaca

Tinggi mula-

mula

Gelas kimia

Air

Pemanas

spiritus

Termometer

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

121

Catatan:

Apabila tidak tersedia tabung reaksi

cukup banyak kita dapat meng-

gunakan sebuah dilatometer +

termometer yang diisi zat cair

kemudian dipanaskan pada suhu

Zat cair di dalam dilatometer

diganti-ganti dan diperlakukan

sama (misalnya: air, minyak tanah,

minyak goreng, oli kemudian

spiritus.)

Yang perlu diperhatikan adalah

penggunaan zat yang mudah ter-

bakar seperti spiritus dan minyak

tanah perlu perhatian khusus.

122

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Secara teoritis, apabila ada pemuaian panjang dan ruang, tentu ada

pemuaian luas. Pengertian pemuaian luas adalah benda hanya mengalami

pemuaian secara memanjang dan melebar. Perhitungan pemuaian luas akan

mendekati benar jika diterapkan pada benda yang sangat tipis dengan

permukaan yang luas, misalnya lembaran logam.

Sebuah plat logam dengan panjang (p), lebar (l) dan ketebalan (b)

apabila dipanaskan maka pertambahan ketebalan (b) tidak kita

perhitungkan, karena besarnya pertambahan ketebalan logam jauh lebih

kecil dibandingkan dengan pertambahan panjang (p) dan lebarnya(l).

Besarnya pertambahan luas yang diakibatkan oleh penambahan

kalor tergantung pada: luas mula-mula (Vo), kenaikan suhu (

t) dan

koefisien muai luas (

Keofisien muai

luas

(

)

adalah angka yang menunjukkan

pertambahan luas tiap kenaikan suhu 1

Besarnya

Keofisien muai luas (

) suatu zat

dua kali

dari

koefisien muai panjang

(

) zat tersebut atau

= 2

Pemuaian Luas

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

123

Beberapa harga keofisien muai luas (

) pada beberapa zat sebagai berikut:

Nama bahan ( zat padat )

Koefisien muai luas ( /

C )

Aluminium

50 x 10

–6

Kuningan

38 x 10

–6

Baja atau besi

22 x 10

–6

Kaca pyrex

6 x 10

–6

Kaca

18 x 10

–6

Tembaga

34 x 10

–6

Platina

18 x 10

–6

Timah

58 x 10

–6

Besarnya pertambahan luas benda apabila benda dipanaskan sebanding

dengan luas benda mula-mula (Ao), angka muai luas (

) dan kenaikan suhu

(

t).

Dirumuskan:

A = Ao.

t = Ao + .

atau

= Ao (1+.

.t )

Keterangan:

= pertambahan luas ( m²)

A o

= luas mula-mula (m²)

= koefisien muai luas (/

= perubahan suhu (

= luas setelah pemanasan (m²)

124

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Contoh:

Lembaran aluminium panjangnya 2 meter dan lebarnya 1,2 meter dipanaskan

hingga suhunya bertambah 50

C dari suhu mula-mula. Berapakah

pertambahan luasnya dan luas setelah dipanaskan?

Diketahui:

p=2 m

= 1,2 m

maka

= p x l

= 2 x 1,2

= 2,4 m²

t=50

= 50 x 10

-6

Ditanya:

A = .... ?

b . At = .... ?

Penerapan Pemuaian zat.

Jawab:

b. Luas akhir

= Ao +

= 2,4 + 0,006

= 2,406 m²

a. Pertambahan luas

= Ao.

= 2,4 x 50 x 10

-6

x 50

= 6 x 10

–3

= 0,006 m³

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

125

1234567890123456789012345678901

12345678901234567890123456789012

Telah kita ketahui bahwa zat padat, zat cair maupun gas akan memuai

apabila dipanaskan, maka kita dapat menggunakan sifat-sifat tersebut

untuk kepentingan kita dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan

sementara ini yang sudah diaplikasikan antara lain:

a. Bimetal

Bimetal merupakan dua

keping logam yang dijadikan satu

(diklem atau dikeling). Kedua

logam tersebut berbeda angka muai

panjangnya/koefisien muai pan-

jangnya. Apabila bimetal dipanas-

kan maka akan melengkung ke arah

logam yang mempunyai koesifien muai panjang kecil.

Sebaliknya

apabila didinginkan akan melengkung ke arah logam yang mempunyai

angka muai panjang besar.

Contoh:

Aluminium mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10

–6

Besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10

–6

sebelum dipanaskan (lurus)

setelah dipanaskan melengkung ke

arah besi

Sifat bimetal dapat digunakan untuk aplikasi kehidupan sehari-hari antara

lain:

1 ) Termometer logam, melengkungnya logam dapat diberi skala sehingga

kenaikan lengkungan dapat digunakan untuk menunjukkan kenaikan

suhu.

2) Saklar otomatis, misalnya pada seterika listrik, magic jar, rice cooker.

Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan

melengkung memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin

bimetal akan lurus menghubungkan arus lagi.

Sumber;

Dokumen Penerbit

Aluminium

Besi

Penerapan Pemuaian Zat

126

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Skema seterika listrik sebagai berikut:

Bimetal (ON)

ke 220V

Bime

tal (OFF)

kumparan

besi pemanas

(sebelum dipanaskan)

(setelah dipanaskan)

3) Sensor panas otomatis, apabila terjadi kebakaran dan suhu di sekitar

panas (bimetal panas ) maka bimetal akan melengkung menghubungkan

arus listrik yang terhubung pada alarm. Ketika alarm berbunyi petugas

segera dapat mengetahui dan dapat segera menangani agar tidak terjadi

kebakaran.

Sensor panas:

ke sumber tegangan

bimetal

Sensor panas

Sensor

panas

(keadaan dingin/normal)

(kead

aan panas )

ke sumber tegangan

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

127

b. Penerapan teknik

1) Pemasangan kaca jendela.

Pemasangan kaca jendela harus

diberi jarak sesuai dengan

angka muai volume kaca dan

angka muai kayu.

Angka muai volume kaca

lebih besar dibandingkan

angka muai volume kayu.

Pemasangan kaca pada kusen

yang dibuat sangat rapat jika

terkena panas maka kaca akan

memuai lebih besar dibandingkan kusen kayu, berakibat kaca akan

menekan kusen kayu sehingga kaca pecah.

) Pemasangan jembatan besi/baja dan pemasangan rel kereta api

Besi atau baja mempunyai koefisien muai panjang cukup besar, jika

dikenai panas pertambahan panjangnya cukup besar.

Maka dalam pemasangan sambungan jembatan besi/baja harus

mempertimbangkan pertambahan panjangnya apabila terkena panas

matahari. Karena jarak pemasangan yang sangat rapat akan

melengkung saat terkena panas.

3) Pemasangan roda besi

Roda besi dibuat sangat rapat

dengan velg-nya. Untuk mema-

sangnya cukup menggunakan

sifat pemuaian. Roda besi di-

panaskan akan terjadi pemu-

aian diameternya membesar,

velg dipasangkan pada roda-

Jarak untuk

pemuaian

hitam

128

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

4) Pengelingan logam

Dua logam dapat dijadikan satu

dengan cara pengelingan. Yaitu

memasangan pasak besi di antara

keduanya sehingga kedua logam

menjadi satu. Pasak yang dipasang

berdiameter lebih besar dari lubang

yang akan dimasukinya. Ketika

logam dipanaskan maka lubang

akan membesar, pasak dimasukkan

kemudian didinginkan kembali.

Kedua logam akan terikat kuat.

nya kemudian didinginkan kembali. Dengan demikian roda akan

terpasang rapat pada velgnya.

Perhatikanlah rumus pemuaian panjang (L

) dan rumus pemuaian volume

). Serta koefisien muai panjang (

) dan koefisien muai volumenya (

Ternyata menunjukkan persamaan bentuk.

a . Tuliskan hubungan rumus: Pemuaian luas benda (At) setelah dipanaskan

pada

b. Tuliskan hubungan antara koefisien muai panjang (

), koefisien muai

volume (

) dengan koefisien muai luas (

Tu g a s

IndividuIndividu

Individu

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

129

DI BALIK PERISTIWA:

Pernahkah kalian perhatikan baik di

film-film Barat maupun dalam

kehidupan sehari-hari, bagimana

seorang pramusaji dalam sebuah BAR

maupun dalam jamuan makan

menyajikan atau membuka minuman

yang mengandung karbon dioksida

(CO

), misalnya minuman

sampanye?sampanye?

sampanye?

Selain mengenakan pakaian yang rapi,

pramusaji biasanya ketika membuka

botol yang mengandung karbon

dioksida (CO

) akan memegang botol

pada bagian leher botol yang terdapat

pita logamnya (aluminium). Apabila memegangnya secara bebas, pasti menggunakan

serbet. Mengapa demikian?

Minuman-minuman jenis tersebut biasanya berada dalam keadaan dingin. Di

dalamnya terlarut asam arang (H

), zat asam arang di dalam air akan terurai

menjadi air (H

O) dan Carbon dioksida (CO

). Pada saat memegang botol

sembarangan

panas dari tangan akan pindah ke dalam botol

panas dari tangan akan pindah ke dalam botol se

hingga akan

mempercepat penguraian asam arang (H

) tersebut, maka tekanan dalam botol

akan sangat kuat. Ketika botol dibuka akan menyembur kemana-mana. Dapat

dibayangkan apabila mengenai semua tamu.

Kalian tentu dapat mengetahui fungsi dari lapisan aluminium pada leher botol dan

serbet yang digunakan oleh pramusaji. Fungsi dari pita aluminium adalah untuk

menyerap panas dari tangan dan fungsi serbet adalah untuk mencegah agar panas

dari tangan tidak langsung mengenai/memanaskan cairan dalam botol.

Sumber:

COREL PHOTO GALLERY

130

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Rangkuman

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertambahan panjang akibat pemuian

adalah panjang mula-mula (Lo), koefisien muai panjang (

) dan kenaikan

suhu (

t).

Panjang batang setelah mendapat per tambahan suhu

t dirumuskan

dengan persamaan:

Keterangan:

Lo (1+ .

.t )

= panjang setelah pemanasan (m)

= panjang mula-mula (m)

Pertambahan panjang

= koefisien muai panjang (/° C)

= perubahan suhu (° C)

L = Lo.

= per tambahan panjang (m)

Faktor-faktor yang mempengaruhi per tambahan luas akibat pemuian adalah

luas mula-mula (Ao), koefisien muai luas (

) dan kenaikan suhu (

t).

Luas sebuah zat setelah mendapat pertambahan suhu

t dirumuskan

dengan persamaan:

Keterangan:

= Ao (1+

. D.t )

= luas setelah pemanasan (m )

= luas mula-mula (m)

Per tambahan luas

= koefisien muai luas (/°C)

= perubahan suhu (° C)

A = Ao.

= per tambahan luas (m²)

Faktor-faktor yang mempengaruhi per tambahan volume akibat pemuian

adalah volume mula-mula (Lo), koefisien muai volume (

) dan kenaikan suhu

(

t).

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

131

Volume sebuah zat setelah mendapatkan pertambahan suhu

dirumuskan dengan persamaan:

Keterangan :

= Vo (1+ .

.t )

= volume setelah pemanasan (m³)

= volume mula-mula (m³)

Per tambahan volumenya:

= koefisien muai volume (/° C)

= perubahan suhu (° C)

V = Vo.

= per tambahan volume (m³)

Besarnya

oefoef

oef

isien misien m

isien m

uai luas (uai luas (

uai luas (

) )

) suatu zat dua kali dari

oefoef

oef

isienisien

isien

muai panjang (

)-)-

)- nya:

= 2

Besarnya

oefoef

oef

isien misien m

isien m

uai vuai v

uai v

olume (olume (

olume (

) )

) suatu zat tiga kali dari

oefoef

oef

isienisien

isien

muai panjang (

)-)-

nya:

= 3

Berdasarkan percobaan Guy Lussac, besarnya koefisien muai untuk semua

gas sama dengan:

gas

= ——

273

10. Pemanfaatan dalam penerapan teknik yang harus memperhatikan adanya

pemuaian antara lain: pemasangan kaca jendela, pemasangan rel kereta api

dan jembatan baja, pemasangan roda besi, pengelingan logam.

132

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Glosarium

•

Dilatometer

Alat yang digunakan untuk

mengukur pemuaian zat cair .

•

Keofisien muai volume (g)

Angka yang menunjukkan per-

tambahan volume tiap kenaikan

suhu 10

•

Koefisien muai panjang (a)

Angka yang menunjukkan per-

tambahan panjang/pemuaian tiap

kenaikan suhu 1

•

Musschenbroek

Alat yang digunakan untuk

mengukur pemuaian panjang zat

padat (logam)

•

Pemuaian termal

Pemuaian yang diakibatkan oleh

adanya kenaikan suhu.

•

Anomali air

Keanehan yang terjadi pada air

yang dipanaskan, pada umumnya

zat dipanaskan akan memuai,

tetapi air yang dipanaskan dari

suhu 0

C - 4

C volumenya

menyusut.

•

Bimetal

Merupakan dua keping logam

yang dijadikan satu (diklem atau

dikeling). Kedua logam tersebut

berbeda angka muai panjangnya/

koefisien muai panjangnya. Apa-

bila bimetal dipanaskan maka

akan melengkung ke arah logam

yang mempunyai koesifien muai

panjang kecil.

Evaluasi 7

Berilah tanda silang (x) huruf a, b, c, atau d pada jawaban yang benar!

1 . Pada peristiwa pemuaian yang tidak bertambah adalah ... .

a. panjangnya

b. volumenya

c. luasnya

d. massanya

2 . Logam berikut ini diberi kalor yang sama, yang paling besar pemuaian-

nya adalah ... .

a. aluminium

b. k

uningan

c. besi

d. tembaga

3 . Persamaan yang benar adalah ... .

a . Lo =

c . Lo =

L /.

b . Lo =

d .

L = Lo.+ Lt

4. Apabila koefisien muai panjang sebuah zat 0,0002/

C maka

koefisien muai luasnya adalah ... .

a. 0,0002/

b. 0,0004/

c. 0,0006/

d . 0,0008/

5. Apabila koefisien muai luas sebuah zat 0,0006/

C maka koefisien

muai volumenya adalah ... .

a. 0,0006/

b. 0,0009/

c. 0,0012/

d . 0,0018/

ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII -

133

6. Gelas pireks tahan terhadap perubahan suhu yang cukup besar, sehingga

gelas pireks dapat dipanasi dengan pembakar spiritus secara langsung.

Karena gelas pireks tersebut terbuat dari bahan ... .

a. kaca halus dan mahal

c. koefisien muainya besar

b. koefisien muainya kecil

d. permukaannya halus dan tebal

7. Koefisien muai volume gas selalu sama yaitu 1/273. Merupakan penelitian

dari ilmuwan yang bernama ... .

a. Boyle

b. Joule

c. Guy Lussac

d. John Dalton

8. Berikut ini yang benar adalah ... .

= 2

= 3

9. Di antara tiga logam: besi, aluminium, timah dan tembaga yang panjangnya

sama, apabila dipanaskan dengan suhu yang sama maka yang paling

panjang pemuaiannya adalah ... .

a. besi

b. aluminium

c. timah

d. tembaga

10. Pada umumnya benda akan memuai jika dipanaskan. Sedangkan air terjadi

keanehan yang disebut anomali air. Anomali air terjadi pada suhu ... .

a. di bawah suhu 0

c. antara 0

C - 10

b . antara 0

C - 4

C ke atas

11. Apabila bimetal dipanaskan melengkung ke arah ... .

a. logam yang mempunyai massa jenis lebih kecil

b. logam yang mempunyai massa jenis lebih besar

c. logam yang mempunyai koefisien muai lebih kecil

d. logam yang mempunyai koefisien muai lebih besar

12. Alat rumah tangga berikut ini yang menggunakan bimetal adalah ... .

a. kompor listrik

kompor gas

b. seterika listrik

oven

13. Persamaan pada pemuaian luas yang benar adalah ... .

A = Ao.

= Ao +

A = Ao.

td.

= Ao +

14. Besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10

–6

C dan aluminium

mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10

–6

C. Kedua logam dibuat

bimetal apabila dipanaskan akan ... .

a. melengkung ke arah besi

b. melengkung ke arah aluminium

c. pada suhu rendah melengkung ke arah besi dan pada suhu tinggi

melengkung ke arah aluminium

d. tidak melengkung

134

- ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas VII

Logam A

Logam B

15. Perhatikan gambar bimetal berikut!

Bimetal di atas dipanaskan, ternyata

melengkung ke arah B, maka yang

benar adalah ... .

a. A besi , B tembaga

c. A aluminium, B tembaga

b. A besi , B baja

d. A aluminium, B besi

II. Uraian obyektif!

1. Sebutkan 3 faktor yang mempengaruhi besarnya pertambahan

panjang dalam pemuaian panjang!

2. Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius

diperoleh angka 80

C. Berapakah suhu zat cair tersebut jika diukur

suhunya menggunakan:

a. termometer reamur

b. termometer fahrenheit

c. termometer kelvin

3. Tembaga panjangnya 100 meter, mula-mula suhunya 20

dipanaskan hingga suhunya mencapai 120

C. Apabila koefisien

muai panjangnya 17 x 10

–6

Hitunglah:

a. Pertambahan panjangnya.

b. Panjang setelah dipanaskan.

4. Lempengan aluminium pada suhu 10

C mempunyai panjang 2 meter dan

lebar 50 cm. koefisien muai panjang

aluminium adalah 75 x 10

–6

Apabila lempengan aluminium

tersebut dipanaskan hingga suhunya

C. hitunglah:

a. Pertambahan volumenya.

b. Volume setelah dipanaskan

5. Bola kaca mempunyai volume 20 cm³.

Apabila suhunya dinaikkan sebesar 100

dan kaca mem-punyai koefisien muai

panjang sebesar 9 x 10

–6

C., hitunglah

pertambahan volumenya!

IPA · Bab 7 PEMUAIAN

Daftar Isi

Halaman