Modul Pemuaian

PEMUAIAN
FISIKA SMK
KELAS : XI / SEMESTER : I
APERSEPSI SK/KD MATERI PENERAPAN EVALUASI PENYUSUN
SKIP

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Fisika kelas XI Semester I

PEMUAIAN
FISIKA SMK
APERSEPSIAPERSEPSI
Kenapa yach … rel kerata
api ini melengkung???
APERSEPSI
Kenapa yach …kabel
listrik selalu dipasang
kendor???
Mau tau alasannya?
Klick ini

PEMUAIAN
FISIKA SMK
APERSEPSIAPERSEPSI
Pada saat siang hari cuaca sangat panas sehingga Rel
kereta api tersebut mengalami pemuaian yang sangat
besar,menyebabkan rel memanjang dan menutupi celah
sehingga rel melengkung.
APERSEPSI
Pada saat didinginkan suatu benda akan menyusut, jika
kabel listrik PLN tidak dipasang kendor maka pada saat
cuaca dingin kabel PLN akan menyusut kemudian menarik
tiang listrik dan tiang listrik akan roboh/rusak.

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Lalu Gede Sudarman, S.Pd.
N I P. : 19860316 201001 1 009
Pangkat, Golongan : Penata Muda Tk. I , III/B
Tempat, Tanggal Lahir : Lombok Timur, 16 Maret 1986
Alamat Rumah : Kp Pedaleman RT 01 / RW 01 Lendang
Nangka Lombok Timur NTB (83661)
No. Hp : 08179612300
E-Mail : lalu_ghedhe@yahoo.co.id
Facebook : Lalu Gede Sudarman
Twitter : @lalugede
Instansi Kerja : SMKN 1 Maluk Kec. Maluk KSB
Alamat Kantor : Jl. Raya Benete-Maluk Kec. Maluk KSB
PENYUSUNPENYUSUN
PENYUSUN

PEMUAIAN
FISIKA SMK
STANDAR KOMPETENSI
KOMPETENSI DASAR
Menguasai Pengaruh Kalor Terhadap Zat
Menerapkan Konsep Suhu dan Kalor
SK/KD

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
MATERI
Muai Volum Gas
Pada umunya, zat akan memuai jika dipanaskan dan akan
menyusut jika didinginkan. Mengapa? Kita dapat menjawab
pertanyaan ini secara kualitatif berdasarkan teori molekul.
Menurut teori molekul, setiap zat (padat, cair, dan gas)
tersusun atas atom-atom yang saling berikatan. Ketika suhu zat
dinaikkan, atom-atom memperoleh tambahan energi untuk
bergetar sehingga jarak antara atom semakin merenggang. Hal
inilah yang dikatakan memuai.
Pemuaian yang terjadi pada zat ada tiga kemungkinan,
yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian volume.
MATERIMATERI
dipanaskan

PEMUAIAN
FISIKA SMK
APERSEPSI SK/KD MATERI PENERAPAN EVALUASI PENYUSUNMATERI
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Pemuaian PanjangPemuaian Panjang
Pemuaian zat terjadi ke segala arah, sehingga panjang,
luas, dan ukuran volume zat akan bertambah. Untuk zat
padat yang bentuknya memanjang dan berdiameter kecil,
sehingga panjang benda jauh lebih besar daripada diameter
benda seperti kawat, pertambahan luas dan volume akibat
pemuaian dapat diabaikan. Dengan demikian, hanya
pertambahan ukuran panjang yang diperhatikan. Pemuaian
yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan
panjang zat disebut muai panjang.
l 0
l

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai
panjang zat padat adalah Musschenbroek.
Alat ini mengukur muai panjang
zat berbentuk batang. Salah satu
ujung batang ditempatkan pada
posisi tetap, sehingga ujung yang
lain dapat bergerak bebas, ujung
yang bebas akan mendorong sebuah jarum yang menunjuk
ke skala saat memuai.
Besar pemuaian dapat dilihat dari skala yag ditunjuk
jarum. Makin besar pemuaian, maka makin besar
perputaran jarum pada skala.

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Sebuah batang logam semula panjangnya Lo pada suhu To. Batang
logam itu selanjutnya dipanaskan sehingga suhunya bertambah
sebesar ∆T. akibatnya batang akan memuai dan panjang bertambah
sebesar ∆L.
∆L= αLo ∆T
Dengan α koefisien muai panjang (K-1) yang bergantung pada jenis
bahan.
Panjang batang setelah memuai (Lt)
Lt= Lo + ∆L
Lt= Lo + αLo ∆T
Lt= Lo (1+ α∆T)

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Tabel Koefisien muai panjang beberapa zat padat
Koefisien muai panjang aluminium jauh lebih besar daripada tembaga
maupun besi sehingga pertambahan panjang yang terbesar terjadi pada
aluminium (Al), tembaga (Cu), kemudian besi (Fe). Artinya koefisien
muai panjang αAl > αCu > αFe

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Contoh soal 1:
Sepotong logam yang mempunyai panjang 100 cm dengan
Suhu awal 300C dipanaskan sampai suhunya menjadi 1300C.
Berapakah pertambahan panjang logam itu jika koefisien muai
Panjangnya 1,2.10-5 0C-1 ?
Penyelesaian
Diketahui: L0 = 100 cm = 1 m ; t0 = 300C ; ti = 1300C
α = 1,2.10-5 0C-1
Ditanyakan: ∆L = ………………….?
Jawab:
∆L= αLo ∆T
= 1,2.10-5.1. (130-30) = 1,2.10-5. 100 = 1,2.10-3m

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Contoh soal 2:
Suatu batang logam pada suhu 10°C memiliki panjang 100 cm.
Tentukan panjang logam tersebut pada suhu 330°C jika
α = 0,000012/°C.
Penyelesaian
Diketahui : Lo = 100 cm ; t0 = 30°C ; ti = 330°C
Ditanya : L = ?
Jawab :
L = Lo (1 + α . ∆t)
L = 100 (1 + {0,000012 x (330-30)})
L = 100 (1 +{0,000012 x 300})
L = 100 x (1+0,0036)
L = 100,36 cm

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Muai LuasMuai Luas
Pada logam yang berbentuk lempengan tipis (berupa
segiempat, segitiga, atau lingkaran), ukuran volume dapat
diabaikan. Ketika lempengan tersebut mendapat
pemanasan, maka dapat diamati hanya pemuaian luasnya
saja. Dengan kata lain, zat padat tersebut mengalami muai
luas.
Pemuaian yang terjadi pada sebuah benda padat jika
ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang dan
lebarnya, maka yang terjadi adalah muai luas.

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada
saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik
sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar
daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat
terpasang sangat rapat pada bingkai. Benda yang
mengalami muai luas akan menjadi lebih besar daripada
semula.
Muai LuasMuai Luas

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Muai LuasMuai Luas
Jika pelat mempunyai luas mula- mula Ao pada suhu To. pelat itu
selanjutnya dipanaskan sehingga suhunya bertambah sebesar ∆T.
akibatnya pelat akan memuai dan Luasnya bertambah sebesar ∆A.
∆A= β Ao ∆T
Dengan β koefisien muai luas (β = 2α) yang bergantung pada jenis
bahan.
Luas pelat setelah memuai (At)
At= Ao + ∆A
At= Ao + β Ao ∆T
At= Ao (1+ β ∆T)

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Contoh soal 1:
Suatu plat aluminium berbentuk persegi dengan panjang sisi 20 cm
pada suhu 25°C. Koefisien muai panjang aluminium 0,000012 /°C.
Tentukan pertambahan luas plat tersebut jika dipanasi hingga suhu
125°C!
Penyelesaian
Muai LuasMuai Luas
Diketahui : S = 20 cm jadi luas (A) = s x s = 20 x 20 = 400 cm2
t0=25°C ; ti=125°C jadi ∆ T = 125 - 25 = 100°C
α = 0,000012 /°C ;
β = 2 α maka β = 2 x 0,000012 = 0,000024 /°C
Ditanya : ∆A = ?
Jawab :
∆A = Ao.β.∆T
∆A = 400 x 0,000024 x 100
∆A = 0,96 cm2

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Contoh soal 2:
Suatu plat aluminium berbentuk persegi dengan panjang sisi 30 cm
pada suhu 25°C. Koefisien muai panjang aluminium 0,000022/°C.
Tentukan pertambahan luas plat tersebut jika dipanasi hingga suhu
135°C!
Penyelesaian
Diketahui : S = 30 cm jadi luas (A) = s x s = 30 x 30 = 900 cm2
t0=25°C ; ti=135°C jadi ∆ T = 135 - 25 = 110°C
α = 0,000022 /°C ;
β = 2 α maka β = 2 x 0,000022 = 0,000044 /°C
Ditanya : ∆A = ?
Jawab :
∆A = Ao.β.∆T
∆A = 900 x 0,000044 x 110
∆A = 4,356 cm2
Muai LuasMuai Luas

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Muai VolumMuai Volum
Pemuaian Volume adalah pertambahan ukuran volume
suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume
dapat terjadi pada zat padat, cair dan gas.
Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah
kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari
panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan
koefisien muai volume sama

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Jika benda mempunyai Volume mula- mula Vo pada suhu To. pelat
itu selanjutnya dipanaskan sehingga suhunya bertambah sebesar
∆T. akibatnya pelat akan memuai dalam arah panjang, lebar dan
tingginya, sehingga Volumenya bertambah sebesar ∆V.
∆V= γ Vo ∆T
Dengan γ koefisien muai luas (γ = 3α) yang bergantung pada jenis
bahan.
Volume benda setelah memuai (Vt)
Vt= Vo + ∆V
Vt= Vo + γ Vo ∆T
Vt= Vo (1+ γ ∆T)

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Tabel Koefisien muai Volum zat Cair

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Penyelesaian
Contoh soal 1:
Sebuah bola tembaga pada suhu 15°C volumenya 1 dm3. Berapakah
volume tembaga itu pada suhu 100°C? Jika koefisien muai panjang
tembaga = 0,00002 /°C.
Diketahui : V0 = 1dm3
t0=15°C ; ti=100°C jadi ∆T = 100 - 15 = 85°C
α = 0,00002 /°C ;
γ = 3α maka β = 3 x 0,00002 = 0,00006 /°C
Ditanya : Vt = ?
Jawab :
Vt= Vo (1+ γ ∆T)
V = 1 (1 + {0,00006 x 85})
V = 1 (1 + 0,0051)
V = 1 x 1,0051 V = 1,0051 dm3

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Penyelesaian
Contoh soal 2:
Sebuah bola tembaga pada suhu 10°C volumenya 2 dm3. Berapakah
volume tembaga itu pada suhu 90°C? Jika koefisien muai panjang
tembaga = 0,00003 /°C.
Diketahui : V0 = 2dm3
t0=10°C ; ti=90°C jadi ∆T = 90 - 10 = 80°C
α = 0,00003 /°C ;
γ = 3α maka β = 3 x 0,00003 = 0,00009 /°C
Ditanya : Vt = ?
Jawab :
Vt= Vo (1+ γ ∆T)
V = 2 (1 + {0,00009 x 80})
V = 2 (1 + 0,0072)
V = 2 x 1,0072 V = 2,0144 dm3

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Muai Volum GasMuai Volum Gas
Gas mempunyai tiga Variabel (perubah) yaitu tekanan (P),
Volum (V), dan suhu (T). Jika gas dipanaskan atau dinaikkan
suhunya, ini berati variabel T diubah, maka tekanan (P) dan
volume (V) juga berubah.
Pada gas tidak dikenal muai panjang
dan muai luas, yang ada hanyalah muai
volume gas. Dari penelitian yang dilaku
kan menunjukkan bahwa koefisien muai
volume semua gas (γ)sama yaitu:
0,00367 /K. atau volume gas sebanding
dengan suhu mutlaknya

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
V ~ T = konstan , atau
Hukum Gay Lussac
P ~ T = konstan , atau
Hukum Boyle
P . V = Konstan atau P1 . V1 = P2 . V2
Hukum Boyle-Gay Lussac
= Konstan, atau
Dengan:
P = Tekanan (Pa) ; T = Suhu (K) ; V = Volume (m3)

PEMUAIAN
FISIKA SMK
Muai Panjang
Muai Volum
Muai Luas
Muai Volum Gas
Contoh soal:
Di dalam sebuah tabung terdapat gas dengan tekanan 6 x 104 Pa
dan suhu 270 C. jika suhunya dinaikkan menjadi 770 C dan volume
dijaga tetap, berapakah tekanan gas sekarang?
Penyelesaian
diketahui: P1 = 6 x 104 Pa ; V1 = V2
T1 = 273 + 27 = 300 K ; T2 = 273 + 77 = 350 K
ditanya : a. P2 = ………..?
jawab :

PEMUAIAN
FISIKA SMK
APERSEPSI SK/KD MATERI PENERAPAN EVALUASI PENYUSUNPENERAPAN
PENERAPAN SIFAT PEMUAIAN ZAT
PENERAPANPENERAPAN
Zat-zat tertentu mempunyai koefisien muai yang besar,
akibatnya, benda yang terbuat dari zat tersebut akan
bertambah ukurannya secara mencolok saat udara
panas atau suhu benda tinggi, sebaliknya benda
tersebut akan menyusut jika udara dingin. Efek
pemuaian zat harus diperhitungkan pada konstruksi jembatan,
bangunan, atau peralatan rumahtangga lainnya. Berikut ini adalah
beberapa manfaat pemuaian.

PEMUAIAN
FISIKA SMK
PENERAPANPENERAPAN
Pengelingan adalah penyambungan
dua plat logam dengan menggunakan
paku keling. Kedua plat yang akan
disambung. Paku keling yang sudah
dipanaskan hingga membara
kemudian digunakan untuk menyambung, setelah itu dipukul
hingga rata. Pada saat dingin kembali, paku menyusut dan kedua
plat dapat tersambung erat.
1. PENGELINGAN

PEMUAIAN
FISIKA SMK
PENERAPANPENERAPAN
Bimetal artinya dua buah logam.
Keping bimetal adalah dua keping
logam yang memiliki koefisien
muai panjang berbeda (biasanya
kuningan dan besi) yang dikeling
menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada
suhu normal panjang kedua logam sama, jika suhunya naik, kedua logam
memuai dengan pertambahan panjang yang berbeda, akibatnya keping
bimetal membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien terkecil.
Pembengkokan bimetal dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan
misalnya saklar alarm bimetal (saklar alarm kebakaran), atau termometer
bimetal.
2. KEPING BIMETAL

PEMUAIAN
FISIKA SMK
PENERAPANPENERAPAN
Kabel listrik atau telepon harus
dipasang kendur dari satu tiang ke
tiang yang lain. Jika suhu turun
pada malam hari atau saat hari
dingin, kawat akan menyusut
sehingga panjangnya akan
berkurang. Jika tidak dipasang kendur, penyusutan panjang dapat
menyebabkan kabel putus.
3. Pemasangan Jaringan Listrik atau Telepon

PEMUAIAN
FISIKA SMK
PENERAPANPENERAPAN
jembatan seringkali dibuat dari
kerangka besi. Rangka jembatan yang
terbuat dari besi akan memuai jika
suhunya naik, antara ujung rangka
jembatan dengan tiang beton diberi
celah pemuaian. Selain itu ujung tersebut diletakkan di atas roda.
Ketika terjadi pemuaian, rangka bertambah panjang. Keberadaan
roda dan celah memudahkan gerak memanjang dan
memendeknya rangka, sehingga terhindar dari pembengkokan.
4. Kontruksi Jembatan

PEMUAIAN
FISIKA SMK
PENERAPANPENERAPAN
Pemasangan rel kereta api harus
menyediakan celah antara satu
batang rel dengan batang rel yang
lain. Jika pada siang hari dan suhu
meningkat, batang rel akan memuai
sehingga terjadi pertambahan
panjang, dengan adanya celah tidak terjadi tabrakan antara dua
batang rel yang berdekatan yang dapat menyebabkan rel kereta
menjadi bengkok.
5. Sambungan Rel Kereta Api

PEMUAIAN
FISIKA SMK
• KERJAKAN SOAL-SOAL BERIKUT INI
EVALUASIEVALUASI
EVALUASI

PEMUAIAN
FISIKA SMK
E
D
C
B
A
LATIHAN SOALLATIHAN SOAL
EVALUASI
Alat untuk menyelidiki pemuaian berbagai zat padat
adalah . . . .
Musschenbroek
Hidrometer
Termometer
Barometer
Bimetal

PEMUAIAN
FISIKA SMK
B
A
C
D
E
EVALUASI
2,0260
2,0168
2,0126
2,0013
2,0012
Batang besi panjangnya 2m pada suhu 200C . Setelah suhunya
mencapai 800C, panjang batang menjadi …..(α=0,000011/0C)

PEMUAIAN
FISIKA SMK
D
C
B
A
E
EVALUASI
Lempeng aluminium, luas permukaanya 2 m2 pada suhu 200C. Jika
koefisien muai panjang almunium tersebut 25 x 10-6/0C. Maka
pertambahan panjnag aluminium tersebut jika suhunya dinaikkan
menjadi 500C adalah
0,0002 m2
0,002 m2
0,001 m2
2,002 m2
2,001 m2

PEMUAIAN
FISIKA SMK
E
D
C
B
A
EVALUASI
0,20072 m3
0,20036 m3
0,00072 m3
0,00036 m3
0,00024 m3
Sebuah bola besi pada 200 C volumenya 0, 2 m3. berapakah volume
bola besi tersebut jika dipanaskan hingga suhunya menjadi 120 0C.
(koefisien muai panjang besi = 0,000012 / 0C ) . . . . .

PEMUAIAN
FISIKA SMK
E
D
C
B
A
EVALUASI
8/3
5/4
3/2
2/3
3/8
Volume gas pada suhu 27 0C adalah 2 liter. Jika dipanaskan
sampai suhunya menjadi 1270C pada tekanan tetap, maka
volume gas tersebut menjadi . . . .

PEMUAIAN
FISIKA SMK
B
A
C
D
E
EVALUASI
Semua jawaban Salah
Menyusut
Tetap lurus
Memebengkok kearah besi
Memebengkok kearah kuningan
Sebuah keping bimetal terbuat dari logam kuningan dan besi.
Jika angka muai panjang kuningan lebih besar dari muai panjang
besi, maka ketika bimetal dipanaskan akan . . . .

PEMUAIAN
FISIKA SMK
TERIMAKASIH

Modul Pemuaian

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

Similar to Modul Pemuaian

Similar to Modul Pemuaian (20)

More from Lalu Gede Sudarman

More from Lalu Gede Sudarman (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Modul Pemuaian