Dokumen ini menjelaskan tentang pemuaian zat akibat peningkatan suhu, meliputi pemuaian panjang, luas, dan volume pada zat padat, cair, dan gas. Selain itu, dijelaskan koefisien muai panjang serta dampaknya pada aplikasi seperti termometer dan konstruksi. Beberapa contoh dan metode pengukuran serta evaluasi penggunaan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari juga disertakan.

1. Fisika 1 SMP Pemuaian

2. Pemuaian adalah… Bertambahnya volume suatu zat akibat kenaikan suhu zat

3. Pemuaian terjadi karena… Suhu suatu benda meningkat sehingga partikel-partikel zat tersebut bergetar lebih cepat dan membutuhkan ruang yang lebih luas

5. Zat-zat yang mengalami pemuaian Zat padat Zat cair Gas

6. Pemuaian Zat Padat Setiap benda memililki panjang, luas dan volume. Dari bagian-bagian ini, kita bisa menyelidiki pemuaian masing-masing. Misalnya, pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

7. Pemuaian panjang Yaitu pemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat Zat padat

8. Contohnya… Rel kereta api yang bengkok karena mengalami pemuaian panjang.

9. Apakah muai panjang berbagai zat sama?

10. Tidak, karena angka muai panjang suatu zat berbeda-beda. Cobalah ukur pemuaian panjang alumunium dan besi yang dipanaskan dalam waktu yang sama. Samakah?

11. Bagaimana caranya?

12. Alat pengukur muai panjang suatu zat padat adalah dengan alat Musschenbroek. Alat ini diciptakan oleh Pieter van Musschenbroek.

13. Bagaimana alat Musschenbroek bekerja?

14. Alat ini mengukur muai panjang zat padat yang berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi yang tetap agar tidak bergerak, sedangkan ujung lainnya dapat bergerak bebas. Setelah batang dipanaskan, ujung yang bebas akan mendorong jarum yang menujukan skala karena memuai.

15. Dengan alat ini, kita bisa mengetahui muai panjang besi dan alumunium yang dipertanyakan tadi. Bagaimana jawabannya? Pasti tidak sama, karena koefisien muai panjangnya berbeda .

16. Apa itu koefisien muai panjang?

17. Bilangan yang menunjukan besarnya pertambahan panjang tiap 1 meter pada kenaikan suhu 1 K atau 1 °C. Dinotasikan dengan α

18. Koefisien Muai Panjang beberapa benda Accepted Linear Expansion Values of Common Materials Material α (°C -1 ) Glass (ordinary) 0.09 x 10 -5 Glass (Pyrex) 0.32 x 10 -5 Concrete 1.20 x 10 -5 Steel 1.24 x 10 -5 Copper 1.76 x 10 -5 Aluminum 2.34 x 10 -5 Lead 2.90 x 10 -5

19. Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah

20. Bila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka digunakan persamaan sebagai berikut

21. Pemuaian Luas Adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada

22. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.

23. Contohnya…. Pernahkah kalian melihat jendela kaca rumahmu? Biasanya, terdapat celah kecil di antara kaca dengan kusennya. Mengapa dibuat seperti itu? Agar pada saat kaca mengalami pemuaian luas, kaca tidak menekan kusen dan pecah.

24. Apakah muai luas setiap benda sama?

25. Tidak. Karena, sama seperti pemuaian panjang, dalam pemuaian luas, setiap benda memiliki angka muai luas masing-masing yang dinotasikan dengan γ .

26. Angka muai luas benda adalah 2 x angka muai panjang. γ = 2 α

27. Untuk menentukan pertambahan luas dan volume akhir digunakan persamaan sebagai berikut :

28. Pemuaian Volume Jika suatu benda memiliki bentuk seperti bola, kubus, atau balok dipanaskan, maka yang harus diperhatikan adalah muai volumenya.

29. Ada juga yang disebut sebagai angka muai luas yang dinotasikan dengan β β = 3 α

30. Angka muai volume beberapa benda Zat β ( °C -1 ) Etil Alkohol 1,12 x 10 -4 Gliserin 4,85 x 10 -4 Raksa 1,82 x 10 -4 Air 4 x 10 -4 Aseton 1.5 x 10 -4 Benzena 1,24 x 10 -4

31. Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelum. Hanya saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah

32. Pemuaian Zat Cair

33. Berbeda pada pemuaian zat padat, pemuaian zat cair hanya terjadi pada volumenya.

34. Contohnya….. Saat kita memanaskan air, oli dan minyak kelapa dalam bejana ber-pipa kapiler, setelah beberapa saat, tinggi ketiga zat cair tersebut akan berubah dengan pertambahan yang tidak sama.

35. Dengan kegiatan tadi, kita dapat menyimpulkan bahwa muai zat cair berbeda-beda dikarenakan angka muai volume zat cair berbeda-beda.

36. Cara menghitung muai volume zat cair sama dengan cara menghitung muai volume zat padat.

37. Anomali Air Pada umumnya, zat cair akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Tapi tidak demikian pada air. Apabila dipanaskan dari suhu 0 ° C ke 4 ° C, maka air akan menyusut. Sebaliknya, bila didinginkan dari suhu 4 ° C ke 0 ° C, air akan memuai.

38. Pemuaian Gas

39. Seperti halnya zat cair, gas juga hanya mengalami pemuaian volume. Dan dari hasil pemelitian, ternyata angka muai volume gas semuanya sama, yaitu 0,00367/K.

40. Pemanfaatan Pemuaian

41. Termometer Pemuaian raksa atau alkohol dimanfaatkan untuk menunjukkan suhu.

42. Keping Bimetal Adalah hasil perpaduan antara 2 keping logam dengan angka muai yang berbeda yang dikeling menjadi satu. Sangat peka pada perubahan suhu. Apabila dipanaskan, maka akan melengkung ke arah logam dengan angka muai lebih kecil juga sebaliknya. Biasa digunakan pada termometer bimetal, termostat bimetal, dan saklar termal untuk alarm kebakaran.

43. Termometer Bimetal Termostat Bimetal

44. Pemasangan bingkai logam pada roda

45. Pemasangan jaringan telepon dan listrik

46. Beberapa pemuaian yang harus diperhatikan agar tidak menimbulkan kerugian

47. Pemuaian Kaca jendela Kaca jendela akan mengalami pemuaian sehingga mendorong kusen dan pecah. Maka dari itu, saat pemasangan kaca jendela dengan kusennya, diberi sedikit celah untuk pemuaian.

48. Rel Kereta Api Rel kereta api yang membengkok karena menglami pemuaian panjang bisa menyebabkan kecelakaan. Untuk itu, diberikan celah antara satu rel dengan rel lain untuk pemuaiannya.

49. Jalan Layang atau Jembatan Pada cuaca panas dan rangka baja mengalami pemuaian, bisa saja jalan layang tersebut runtuh. Untuk mengatasinya, dibuatlah celah baja untuk ruang pemuaian.

50. Soal Evaluasi Sebuah benda dengan masa jenis z, maka setelah benda tersebut dipanaskan …. a. tetap z b. kurang dari z c. lebih besar dari z d. tidak dapat ditentukan

51. 2. Di antara alumunium, baja, dan kaca pyrex, pemuaian panjang berturut-turut dari yang terbesar adalah…. alumunium, baja, kaca pyrex baja, kaca pyrex, aluminium kaca pyrex, baja, aluminium Alumiunium, kaca pyrex, baja

52. 3. Pernyataan di bawah ini yang dapat dibuktikan dengan alat Musschenbroek, kecuali …. a. zat padat jika dipanaskan akan bertambah panjang b. pemuaian zat cair lebih besar daripada zat padat c. pemuaian zat padat bergantung pada jenis zatnya d. pemuaian zat padat bergantung pada kenaikan suhunya

53. 4. Suatu zat bila dipanaskan akan memuai, kecuali…. a. besi dari suhu 0°C ke 4°C b. timah putih suhu dari 0°C ke 4°C c. air dari suhu dari 0°C ke 4°C d. tembaga dari suhu dari 0°C ke 4°C

54. 5. Kejadian dari jawaban soal nomor 4 disebut…. a. kesetaraan c. penyusutan b. pemuaian air d. anomali air 6. Pemuaian dimanfaatkan dalam…. a. Keping Bimetal b. pemasangan pasak kayu c. pembangunan rumah d. pemasangan genteng

55. 7. Keping Bimetal dimanfaatkan dalam pembuatan, kecuali …. a. Termostat bimetal b. termometer bimetal c. saklar termal d. pipa bimetal 8. Benda yang mengalami muai bidang adalah…. a. kawat besi c. udara dalam balon b. segelas air d. lembar aluminium

56. 9. Suatu batang logam dengan panjang 5m bertambah panjang menjadi 5,00091 m setelah dinaikkan suhunya 60°C. Koefisien muai panjang batang logam tersebut adalah…. a. 3,o x 10 -6 /°C b. 4,1 x 10 -6 /°C c. 4.5 x 10 -6 /°C d. 5,1 x 10 -6 /°C

57. 1o. Objek yang tidak, menggunakan teknik pengelingan adalah…. a. kapal c. jembatan b. pesawat d. rangka motor

58. By: Nadaa Farradhina Azalea Kusuma 1 SMP E-mail: [email_address] [email_address]

59. Thank you