Praktikum ini bertujuan untuk menentukan koefisien muai panjang logam dengan mengukur perubahan panjang pipa logam akibat pemanasan. Pipa logam dipanaskan dengan air mendidih kemudian diukur perubahan panjangnya menggunakan penunjuk khusus."

1. ∆L = α.Lo.∆T
PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BAB IV
MUAI PANJANG ZAT PADAT
4.1. Tujuan Praktikum
1. Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam.
2. Dapat mengukur seberapa besar pertambahan panjang beberapa logam
apabila dipanaskan.
4.2. Dasar Teori
Pada umumnya ukuran suatu benda akan berubah. Pada benda-benda
yang berbentuk batang, perubahan ukuran panjang akibat perubahan ukuran
panjang akibat perubahan suhu adalah sangat nyata sedang perubahan ukuran
luas penampang dapat diabaikan karena kecilnya.
Perubahan ukuran panjang akibat perubahan suhu dapat dirumuskan
sebagai berikut :
. ................................................................. (Persamaan
4.1)
Keterangan :
∆L = Pertambahan Panjang (m)
Lo = Panjang Awal (m)
α = Koefisien Muai Panjang (/°C)
∆T= Perubahan Suhu (°C)
Koefisien muai panjang α suatu zat didefinisikan sebagai perubahan
relatif dari panjang zat itu perderajat perubahan suhu. Pada umumnya benda bila
dipanaskan akan memuai, kecuali terhadap beberapa benda tertentu malah
menunjukkan gejala yang sebaliknya, yaitu menyusut dan tidak memuai pada
daerah selang waktu tertentu. Misalnya pada air, dalam keadaan wujud padat
(es), bila dipanaskan ternyata volumenya menyusut.
Koefisien muai panjang suatu zat atau bahan yang berwujud batang
dapat ditentukan secara berikut. Dibuat 2 goresan halus, yang pertama dekat
ujung, yang kedua dekat pangkalnya. Kemudian suhu batang dinaikkan dengan
Khairi Ramdhani 25
H1C113061

2. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
jumlah tertentu, lalu pergeseran tiap geseran tersebut sekrup atau mikroskop
pengatur.
Unsur di logam (biketallic element) ialah suatu alat yang banyak
dipakai beberapa tahun terakhir ini, baik sebagai thermometer maupun sebagai
bagian dari banyak alat pengontrol thermostatic. Alat ini terdiri dari dua
lempeng logam tipis yang berlainan. Kedua lempeng itu dilas satu sama lain.
Jika dipergunakan sebagai thermometer, maka ujungnya yang satu tidak
bisa bergerak, sedangkan ujungnya yang lain beda dan gerakannya yang lain
untuk menutup atau memutuskan arus listrik pengontrol. Termometer umum
yang digunakan pada tungku berupa lempengan dwi logam yang berbentuk
sulur. Jika suhu berubah suhu itu akan bertambah atau kurang melilitnya dan
gerakan ini teruskan pada skala yang sudah tertera, karena adanya geseran dan
mengurangnya gerakan termometer semacam ini bukan alat posisi. (Haliday,
1983)
Jika kedua lempengan sama tebalnya, misalnya terbukti bahwa
lempengan dwi logam yang lurus akan melengkung dan besar radius
kelengkungannya adalah R. Disini berarti selang suhu di atas atau di bawah suhu
pada waktu lempeng berbentuk lurus, 1 dan 2 ialah koefisien muai panjang.
Selain muai panjang pada suatu zat, terdapat juga muai luas dan muai volume
pada suatu zat tersebut.
Pemuaian zat cair mengikuti bentuk wadahnya sehingga zat cair hanya
mengalami muai volume saja. Muai volume zat cair juga bergantung pada jenis
zat cair, yang dinyatakan oleh besaran koefisien muai volumenya. Telah
diketahui bersama bahwa kenaikan suhu yang sama, volume alkohol lebih besar
daripada muai volume raksa. (Supriyanto, 2006)
Termometer raksa menunjukkan bahwa untuk kenaikan suhu yang
sama, muai volume zat cair (raksa) lebih besar daripada muai volume zat
padat (pipa kapiler dari kaca). Dalam keseharian, jika teko berisi air hampir
penuh dipanaskan, maka ketika mendidih sebagian air tumpah dari teko.
Keping bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muai
panjang dikeling menjadi satu. Jika dipanaskan, keping melengkung ke arah
yang koefisien muainya lebih kecil dan jika didinginkan, keping melengkung ke
Khairi Ramdhani 26
H1C113061

3. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
arah logam yang koefisien muainya lebih besar. Sifat pelengkungan keping
bimetal yang peka terhadap perubahan suhu dimanfaatkan pada saklar termal,
termostat bimetal dan lampu rem mobil. (Sutrisno, 1978)
4.3. Alat dan Bahan
1. Dasar Statif
Dasar statif digunakan ketika merangkai alat statif. Komponen ini
berfungsi sebagai dasar penumpu batang statif
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.1.
Dasar Statif
2. Batang Statif Panjang
Batang statif ini digunakan sebagai tiang-tiang penyangga pada alat
statif. Batang statif ini dipasang pada dasar statif. Pada lubang di bagian
samping, batang statif panjang dipasang secara horizontal, lalu kemudian
pada ujungnya dipasang kaki statif.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.2.
Batang Statif Panjang
3. Batang Statif Pendek
Khairi Ramdhani 27
H1C113061

4. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Batang statif pendek diletakkan vertikal di lubang bagian tengah dasar
statif.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.3.
Batang Statif Pendek
4. Klem Universal
Klem universal berfungsi sebagai penjepit labu Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.4.
Klem Universal
5. Klem Bosshead
Klem bosshead berfungsi untuk menjepit klem universal.
Khairi Ramdhani 28
H1C113061

5. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.5.
Klem Bosshead
6. Penggaris Logam
Penggaris logam digunakan untuk mengukur perpindahan jarum
penunjuk.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.6.
Penggaris Logam
7. Petunjuk Khusus
Petunjuk khusus digunakan untuk menunjukkan besar muai panjang.
Khairi Ramdhani 29
H1C113061

6. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.7.
Petunjuk Khusus
8. Penyambung Selang
Penyambung selang digunakan untuk menyambungkan selang.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.8.
Penyambung Selang
9. Labu Erlenmeyer
Labu Erlenmeyer digunakan untuk menampung air yang akan
dipanaskan.
Khairi Ramdhani 30
H1C113061

7. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.9.
Labu Erlenmeyer
10. Pembakar Spritus
Pembakar spritus digunakan sebagai kompor untuk memanaskan air
dalam labu Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.10.
Spritus
11. Selang Silikon
Selang silikon untuk menghantarkan air panas dari labu ke piring kecil.
Khairi Ramdhani 31
H1C113061

8. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.11.
Selang Silikon
12. Selang Plastik
Selang plastik berfungsi sama seperti selang silikon.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.12.
Selang Plastik
13. Pipa Baja
Pipa baja digunakan sebagai objek percobaan.
Khairi Ramdhani 32
H1C113061

9. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.13.
Pipa Baja
14. Pipa Tembaga
Pipa tembaga digunakan sebagai objek percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.14.
Pipa Tembaga
15. Pipa Aluminium
Pipa aluminium digunakan sebagai objek percobaan.
Khairi Ramdhani 33
H1C113061

10. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.15.
Pipa Alumunium
16. Sumbat Karet Besar 1 Lubang
Digunakan untuk menyumbat tabung Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.16.
Karet Sumbat Besar 1 Lubang
17. Tatakan Gelas
Tatakan gelas digunakan untuk menampung air yang telah melewati
objek percobaan.
Khairi Ramdhani 34
H1C113061

11. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.17.
Tatakan Gelas
18. Air
Air digunakan sebagai penghantar panas/kalor pada objek percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 4.18.
Air
4.4. Persiapan Percobaan dan Prosedur Kerja
1. Persiapan Percobaan
a. Siapkan alat atau bahan yang digunakan.
b. Rakit dasar statif, batang statif pendek dan panjang, klem universal dan
bosshead sehingga membentuk rangkaian sesuai gambar 4.19.
Khairi Ramdhani 35
H1C113061

12. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber : Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014.
Gambar 4.19.
Perakitan Dasar Statif
c. Tuangkan air ± 25 ml ke dalam labu Erlenmeyer, kemudian rakit labu itu
pada klem universal. Tancapkan penyambung selang rapat - rapat ke
lubang sumbat karet dan tutupkan rapat - rapat sumbat itu kedalam labu
Erlenmeyer. Pasang (tancapkan) petunjuk statif khusus pada statif B.
Sumber : Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014.
Gambar 4.20.
Peletakan Labu Erlenmeyer
2. Prosedur Kerja
a. Jepitkan ujung pipa baja ke pegas jepit pada petunjuk khusus dan ujung
lain pada klem bosshead yang bawah pada batang statif vertikal.
Tancapkan ujung selang silikon pada penyambung batang selang dan
ujung yang lain keujung pipa baja. Tancapkan pula ujung selang plastik
Khairi Ramdhani 36
H1C113061

13. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
keujung pipa baja yang bawah dan siapkan tatakan gelas (di ujung lain
dari selang) untuk menampung air.
b. Letakkan penggaris logam di atas meja, tepat di bawah jarum petunjuk
khusus.
c. Letakkan pembakar spritus tepat di bawah labu Erlenmeyer. Nyalakan
pembakar spritus dan atur posisi labu Erlenmeyer sehingga memperoleh
pemanasan yang optimal.
d. Setelah air mulai mendidih, amati gerak jarum penunjuk khusus.
e. Amati nilai (angka) yang ditunjukkan jarum penunjuk khusus pada posisi
terakhir dan catat hasil pengamatan ke dalam table.
f. Matikan api pembakaran spritus, lepaskan pipa baja dari rangkaian dan
dinginkan pipa tersebut.
g. Ulangi langkah a sampai dengan f untuk pipa tembaga dan pipa
aluminium.
h. Kemasi alat dan bahan, selesaikan seluruh isian table. Kemudian
diskusikan seluruh isian tabel untuk menarik kesimpulan.
Sumber : Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014.
Gambar 4.21.
Peralatan Pemuaian
4.5. Pengolahan Data
Tabel 4.1.
Hasil Pengamatan
Jenis Logam
Posisi Jarum Penunjuk Perubahan
Panjang
Logam
Waktu
Keadaan Awal Keadaan Akhir
Aluminium 20 cm 20,4 cm 0,4 cm 15 menit
Tembaga 20 cm 20,6 cm 0,6 cm 10 menit
Khairi Ramdhani 37
H1C113061

14. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
19,7 cm - 0,3 cm 15 menit
4.6. Pembahasan
1. Percobaan I : Mengukur Muai Panjang Alumunium
Awalnya jarum penunjuk menunjukkan angka 20 cm. Volume air
dalam labu Erlenmeyer adalah 50 ml. Setelah alumunium dipanaskan (diberi
kalor) selama 5 menit, belum terlihat pergerakan pada jarum penunjuk.
Kemudian pada menit ke-10 jarum penunjuk mulai bergerak secara perlahan.
Pada menit ke-15 api dimatikan. Jarum penunjuk menunjukkan angka 20,4
cm. Jadi aluminium mengalami muai panjang sebesar 0,4 cm.
2. Percobaan II : Mengukur Muai Panjang Tembaga
Awalnya jarum penunjuk menunjukkan angka 20 cm. Volume air
dalam labu Erlenmeyer adalah 50 ml. setelah tembaga dipanaskan (diberi
kalor) selama 5 menit, belum terlihat pergerakan pada jarum penunjuk. Pada
menit ke-10 jarum penunjuk menunjukkan angka 20,6 cm. Pada menit ke-15
api dimatikan dan jarum penunjuk menunjukkan angka 19,7 cm. Hal ini
cukup mengejutkan karena tidak semestinya terjadi. Tidak mungkin tembaga
yang dipanaskan memuai, kemudian saat masih dipanaskan menyusut
kembali bahkan panjangnya lebih kecil dari panjang awal. Berdasarkan
analisa kami hal ini dapat terjadi karena adanya pergerakan dan getaran pada
meja sehingga membuat jarum penunjuk bergerak.
Khairi Ramdhani 38
H1C113061