bab 4 muai panjang zat padat

7/23/2019 Bab 4 Muai Panjang Zat Padat

1/16


2/16

PRAKTIKUM FISIKA DASAR

PROGRAM STUDI TEKNIK

PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

+ - .o.+T

/eterangan *

+ - Pertambahan Panjang $m(

o - Panjang 0al $m(

- /oefisien Muai Panjang

+T - Perubahan Suhu $3(

/oefisien muai panjang suatu !at didefinisikan sebagai perubahan

relatif dari panjang !at itu perderajat perubahan suhu. Pada umumnya benda bila

dipanaskan akan memuai, keuali terhadap beberapa benda tertentu malah malah

menunjukkan gejala yang sebaliknya. aitu menyusut dan tidak memuai pada

daerah selang aktu tertentu. Misalnya pada air, dalam keadaan ujud padat

$es(, bila dipanaskan ternyata )olumenya menyusut.

/oefisien muai panjang suatu !at5bahan yang berujud batang dapat

tentukan seara berikut. Dibuat 2 goresan halus, yang pertama dekat ujung, yang

kedua dekat pangkalnya. /emudian suhu batang dinaikan dengan jumlah

tertentu, lalu pergeseran tiap geseran tersebut sekrup atau mikroskop pengatur.

Suatu benda akan mengalami muai panjang apabila benda itu hanya

memiliki $dominan dengan( ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi padabenda apabila benda itu memiliki ukuran panjang dan lebar. Sedangkan muai

)olum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang lebar dan tinggi. Pada

umumnya benda apabila dipanaskan akan mengalami suatu gejala yang disebut

pemuaian, keuali terhadap beberapa benda tertentu yang justru memperlihatkan

gejala yang sebaliknya. 6ejala tersebut yaitu menyusut dan tidak memuai pada

selang aktu tertentu.

Pemuaian !at padat terdiri atas pemuaian !at panjang, pemuaian luas,

dan pemuaian )olume atau ruang.

1. Pemuaian Panjang

Pada pemuaian panjang untuk !at padat berlaku rumus*

-7$18 +T(

Dengan* 7 - Panjang mula"mula $m(

- Panjang benda setelah pemuaian $m(

+ - "7- Pertambahan panjang benda akibat pemuaian $m(

9 - /oefesien muai panjang $73"1atau /"1(

+T - T"T7- /enaikan suhu $73 atau /(

M. ARIF JAKA SUTIRJA 4-2

H1C112022

...................$Persamaan 4.2.(


3/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


2. Pemuaian uas

Pada pemuaian panjang untuk !at padat berlaku rumus*

0-07$18: +T(

Dengan* 0 - uas benda setelah pemuaian $m2(

07 - uas benda mula"mula $m2(

+0 - 0"07- Pertambahan luas benda akibat pemuaian

; - /oefesien muai panjang $73"1atau /"1(

+T - T"T7- /enaikan suhu $73 atau /(

uang

Pada pemuaian )olum atau ruang untuk !at padat berlaku rumus*

=-=7 $18? +T(

Dengan* = - =olum benda setelah pemuaian $m2(

=7 - =olum benda mula"mula $m2(

+= - ="=7 - Pertambanah luas benda akibat pemuaian

? - /oefesien muai )olum $73"1atau /"1(

+T - T"T7 - /enaikan suhu $73 atau /(

$@aelani, 277A(.

Blemen di"logam $bimetallic-element( adalah suatu alat yang banyak

dipakai beberapa tahun yang akhir ini, baik sebagai termometer maupun sebagai

bagian dari banyak alat engontor thermostatik. 0lat ini terdiri dari dua lempeng

logam tips yang berlainan. /edua lempeng itu dilas satu sama lainnya atau di

kling. Cika angka mulai panjang logam 0 lebih besar daripada #, lempeng

tersebut yang ada permulaannya lurus, jika dipanasi akan melengkung. 6erakan

melintang ujung lempeng ini jauh lebih besar daripada tambahan panjang

masing"masing logam tersebut.

$a( $b(

Sumber* Sears, 1&A2


H1C112022

ogam 0

ogam #

..............$Persamaan 4.


4/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


6ambar 4.1.

Ensur Di"ogam

Cika digunakan sebagai termostat, maka konstruksinya seperti berikut.

Ejung yang satu tidak bisa bergerak, sedangkan ujungnya yang lain bebas dan

gerakannya digunakan untuk menutup atau memutuskan arus listrik pengontrol.

Termometer umum yang digunakan pada tungku berupa lempengan di"logam

yang berbentuk sulur. Cika suhu berubah, sulur itu akan tambah atau kurang

melilitnya dan gerakan ini diteruskan pada penunjuk yang berputar diatas skala

yang sudah ditera. /arena adanya gesekan dan karena makin lama makin

berkurangnya gerak sulur tersebut, termometer semaam ini bukanlah suatu alat

presisi.Ensur di logam $biketallic element( ialah suatu alat yang banyak

dipakai beberapa tahun terahir ini, baik sebagai thermometermaupun sebagai

bagian dari banyak alat pengontrol thermostatic. 0lat ini terdiri dari dua lempeng

logam tipis yang berlainan. /edua lempeng itu dilas satu sama lain.

Cika dipergunakan sebagai thermometer, maka ujungnya yang satu tidak

bias 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 di logam yang berbentuk sulur.

Cika suhu berubah sulur itu akan bertambah atau kurang melilitnya dan gerakan

ini teruskan pada skala yang sudah tertera, karena adanya geseran dan

mengurangnya gerakan termometer semaam ini bukan alat posisi.

Cika kedua lempengan sama tebalnya, misalnya terbukti baha

lempengan di logam yang lurus akan melengkung dan besar radius

kelengkungannya adalah >. Disini berarti selang suhu diatas atau di baah suhu

pada aktu lempeng berbentuk lurus, 1 dan 2 ialah koefisien muai panjang.

Selain muai panjang pada suatu !at, terdapat juga muai luas dan muai )olume

pada suatu !at tersebut.

Pemuaian !at air mengikuti bentuk adahnya sehingga !at air hanya

mengalami muai )olume saja. Muai )olume !at air juga bergantung pada jenis

!at air, yang dinyatakan oleh besaran koefisien muai )olumnya. Telah diketahui


H1C112022


5/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


bersama baha kenaikan suhu yang sama, )olume alkohol lebih besar daripada

muai )olume raksa.

Termometer raksa menunjukkan baha untuk kenaikan suhu yang

sama, muai )olume !at air $raksa( lebih besar daripada muai )olume !atpadat$pipa kapiler dari kaa(. Dalam keseharian, jika teko berisi air hampir

penuh dipanaskan, maka ketika mendidih sebagian air tumpah dari teko.

/eping bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muai

panjang dikeling menjadi satu. Cika dipanaskan, keping melengkung ke arah

yang koefisien muainya lebih keil dan jika didinginkan, keping melengkung ke

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, 1&'F(.

Pemuaian !at padat menimbulkan kerugian, seperti berikut ini*

1. >etaknya beton pembatas jalan

2. #engkoknya rel kereta api

untuhnya jembatan

3ara mengatasi masalah akibat pemuaian !at padat yaitu*

1. #eton pembatas jalan dibuat terputus"putus

2. Pada sambungan dua buah rel kereta api dibuat elah pemuaian atau model

sambungan kereta api dibuat runing pada masing"masing ujungnya.


6/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


6ambar 4.2.

Dasar Statif

2. #atang Statif Panjang

#atang statif ini digunakan sebagai tiang"tiang penyangga pada alat

statif. #atang statif ini dipasang pada dasar statif. Pada lubang di bagian

samping, batang statif panjang dipasang seara hori!ontal, lalu kemudian

pada ujungnya dipasang kaki statif.

Sumber * Dokumentasi Pribadi, 2714.

6ambar 4.


7/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK



6ambar 4.G.

/lemUniversal

G. /lemBosshead

/lembossheadberfungsi untuk menjepit klemuniversal.


6ambar 4.A.

/lemBosshead

A. Penggaris ogam

Penggaris logam digunakan untuk mengukur perpindahan jarum

penunjuk.


6ambar 4.'.

Penggaris ogam

'. Petunjuk /husus


H1C112022


8/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Petunjuk khusus digunakan untuk menunjukkan besar muai panjang.


6ambar 4.F.

Petunjuk /husus

F. Penyambung Selang

Penyambung selang digunakan untuk menyambungkan selang.


6ambar 4.&.Penyambung Selang

&. abuErlenmeyer

abu Erlenmeyer digunakan untuk menampung air yang akan

dipanaskan.


6ambar 4.17.

abuErlenmeyer

17. Pembakar Spritus


H1C112022


9/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Pembakar spritus digunakan sebagai kompor untuk memanaskan air

dalam labuErlenmeyer.


6ambar 4.11.

Spritus

11. Selang SilikonSelang silikon digunakan untuk menghantarkan air panas dari labu ke

piring keil melalui objek perobaan.


6ambar 4.12.

Selang Silikon

12. Selang Plastik

Selang plastik berfungsi sama seperti selang silikon.


6ambar 4.1


10/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Selang Plastik

1


11/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


1A. Tatakan 6elas

Tatakan gelas digunakan untuk menampung air yang telah meleati

objek perobaan.


6ambar 4.1'.

Tatakan 6elas

1'. 0ir

0ir digunakan sebagai penghantar panas5kalor pada objek perobaan.


6ambar 4.1F.

0ir

4.4. Persiapan Perobaan dan Prosedur /erja

1. Persiapan Perobaan

a. Siapkan alat 5 bahan yang digunakan.

b. >akit dasar statif, batang statif pendek dan panjang, klem uni)ersal dan

bossheadsehingga membentuk rangkaian sesuai gambar 1.


H1C112022


12/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Sumber * Penuntun Praktikum Hisika Dasar, 2714.

6ambar 4.1&.

Perakitan Dasar Statif

. Tuangkan air I 2G ml ke dalam labuErlenmeyer, kemudian rakit labu itu

pada klem uni)ersal. Tanapkan penyambung selang rapat"rapat ke

lubang sumbat karet dan tutupkan rapat"rapat sumbat itu kedalam labu

Brlenmeyer. Pasang $tanapkan( petunjuk statif khusus pada statif #.


6ambar 4.27.

Peletakan abuErlenmeyer

2. Prosedur /erja

a. Cepitkan ujung pipa baja ke pegas jepit pada petunjuk khusus dan ujung

lain pada klem bosshead yang baah pada batang statif )ertikal.

Tanapkan ujung selang silion pada penyambung batang selang dan

ujung yang lain keujung pipa baja. Tanapkan pula ujung selang plastik

keujung pipa baja yang baah dan siapkan tatakan gelas $di ujung lain

dari selang( untuk menampung air $lihat gambar 4.21.(.b. etakkan penggaris logam diatas meja, tepat dibaah jarum petunjuk

khusus.

. etakkan pembakar spritus tepat dibaah labu Erlenmeyer. Jyalakan

pembakar spritus dan atur posisi labu Erlenmeyer sehingga memperoleh

pemanasan yang optimal.

d. Setelah air mulai mendidih, amati gerak jarum penunjuk khusus.

e. 0mati nilai $angka( yang ditunjukkan jarum penunjuk khusus pada posisi

terakhir dan atat hasil pengamatan kedalam table.


H1C112022


13/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


f. Matikan api pembakaran spritus, lepaskan pipa baja dari rangkaian dan

dinginkan pipa tersebut.

g. Elangi langkah 1. sampai dengan A. Entuk pipa tembaga dan pipa

aluminium.h. /emasi alat dan bahan, selesaikan seluruh isian tabel, kemudian,

diskusikan seluruh isian tabel untuk menarik kesimpulan.


6ambar 4.21.

Peralatan Pemuaian


H1C112022


14/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


4.G. Pengolahan Data

Tabel 4.1.

%asil Pengamatan

Cenis ogamPosisi Carum Penunjuk Perubahan

Panjang ogamKaktu

/eadaan 0al /eadaan 0khir

Tembaga 27 m 27,G m 7,G m1G menit

0luminium 27 m 27 m 7 m 1G menit

4.A. Pembahasan

#erdasarkan hasil pengamatan dari praktikum yang telah kami

laksanakan adalah baha tembaga lebih epat mengalami pemuaian dan

perubahan panjang logam tembaga lebih besar daripada aluminium.

1. Perobaan L * Mengukur Muai Panjang Tembaga

0alnya jarum penunjuk menunjukkan angka 27 m. =olume air dalam

labu Brlenmeyer adalah G7 m. Setelah tembaga dipanaskan $diberi kalor(

selama 1G menit, jarum penunjuk menunjukkan angka 27,G m. Cadi tembaga

mengalami muai panjang sebesar 7,G m.

2. Perobaan LL * Mengukur Muai Panjang 0luminium

0alnya jarum penunjuk menunjukkan angka 27 m. =olume air dalam

labu Brlenmeyer adalah G7 m. Setelah tembaga dipanaskan $diberi kalor(

selama 1G menit jarum penunjuk menunjukkan angka 27 m. Cadi dari hasil

perobaan yang dilakukan diperoleh hasil baha tidak terjadi perubahan sama

sekali pada panjang logam aluminium sehingga panjangnya tetap 27 m. Dari

hasil perobaan yang dilakukan diperkirakan baha terjadi kesalahan saat

pemasangan alat sehingga tidak terjadi perubahan sama sekali pada panjang

logam aluminium.


H1C112022


15/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


4.'. Penutup

4.'.1. /esimpulan

a. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh

perubahan suhu atau bertambah ukuran suatu benda dikarenkan benda

tersebut menerima kalor.

b. Semakin panas suhu yang diberikan pada alumunium atau tembaga

akan membuat benda tersebut bertambah panjang.

. Llmu tentang pemuaian panjang suatu benda atau !at sangat

berpengaruh pada kehidupan, seperti pemuaian pada rel kereta api.

d. Pemuaian bukan hanya terjadi pada !at padat seperti besi, alumunium

dan lain- lain, tetapi dapat terjadi pada !at air dan !at padat.

4.'.2. Saran

a. Entuk para asisten pemberian materinya sudah bagus, kalau bisa

tingkatkan lagi penguasaan materinya. /etika membuat rangkaianjuga bagus, karena disertai penjelasan.

b. Entuk ruangan laboraturium sudah bagus, peralatan laboraturium

sudah ukup menunjang pelaksanaan praktikum, tetapi kalau bisa saat

pelaksanaan praktikum jangan terlalu banyak kelompok yang berada

di dalam ruangan karena dapat mengganggu jalannya praktikum.


H1C112022


16/16



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK



H1C112022

bab 4 muai panjang zat padat

Documents