Rumus Pemuaian Panjang, Luas, dan Volume Beserta Contoh Soal

Rumus Pemuaian Panjang, Luas, dan Volume Beserta Contoh Soal - Peristiwa pemuaian sering kita jumpai disekeliling kita. Sebuah benda akan memuai jika dipanaskan. Maka dari itu sebuah rel kereta api selalu dibuat renggang agar tidak memuai jika panas. Selain itu, adapula pembuatan bingkai kaca yang dibuat lebih besar daripada kacanya agar tidak memuat saat terkena panas. Pemuaian zat tersebut dapat dibagi menjadi tiga jenis yakni pemuaian zat padat, pemuaian zat gas dan pemuaian zat cair. Masing masing zat memiliki rumus pemuaian panjang, rumus pemuaian luas dan rumus pemuaian volumenya.

Ilustrasi Kejadian Pemuaian Panas

Seperti yang kita ketahui bahwa zat (padat, gas dan cair) akan memuai jika terkena panas. Karena hal itulah sebuah benda dibuat sedemikian rupa agar tidak memuai ketika terkena panas. Nah pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang rumus pemuaian panjang, rumus pemuaian luas dan rumus pemuaian volume beserta contoh soalnya. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Rumus Pemuaian Panjang, Luas, dan Volume Beserta Contoh Soal

Pemuaian ialah perubahan yang terjadi dalam sebuah benda menjadi lebih panjang, luas, atau bervolume ketika memperoleh kalor (panas). Dengan kata lain pemuaian pada sebuah benda tersebut berkaitan dengan kalor. Di bawah ini terdapat penjelasan mengenai rumus pemuaian panjang, rumus pemuaian luas dan rumus pemuaian volume beserta contoh soalnya.

Baca juga : Pengertian dan Rumus Kalor Beserta Contoh Soal Lengkap

Rumus Pemuaian Panjang

Hal pertama yang akan saya bahas ialah rumus pemuaian panjang. Muai panjang ialah bertambahnya panjang setiap satuan panjang pada sebuah benda ketika suhunya naik 1°C. Pemuaian yang terjadi pada zat padat dapat diukur menggunakan alat bernama Musschenbroek. Perhatikan gambar dibawah ini:

Gambar Musschenbroek

Pada alat Musschenbroek, terdapat batang logam di tengah alat tersebut. Batang logam tersebut akan mengalami pemuaian panjang. Selain itu luas penampangnya juga akan memuai. Tetapi pemuaian pada luas penampang diabaikan karena pemuaiannya sangat kecil. Biasanya zat padat dan zat cair mengalami pemuaian volume. Sedangkan zat gas mengalami pemuaian tekanan dan volume. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian panjang yaitu:

Rumus Pemuaian Panjang

Keterangan :

α = Koefisien muai panjang zat
l1 = Panjang awal (sebelum terkena panas)
l2 = Panjang setelah terkena panas
T1 = Suhu awal
T2 = Suhu setelah terkena panas

Selain rumus pemuaian panjang di atas, adapula daftar beberapa benda yang memiliki muai panjang. Setiap benda memang memiliki muai panjang yang berbeda beda. Berikut beberapa daftar bendanya yaitu:

Daftar Muai Panjang Pada Benda

Baca juga : Pengertian Pengukuran Dalam Fisika Beserta Contoh

Rumus Pemuaian Luas

Muai luas ialah benda yang bertambahnya panjang dan lebar setiap satuan luas pada sebuah benda lempengan atau lembaran ketika suhunya naik 1°C. Adapun rumus pemuaian luasnya yaitu:

Rumus Pemuaian Luas

Keterangan :

β = Koefisien muai luas zat
A1 = Luas awal (sebelum terkena panas)
A2 = Luas setelah terkena panas
T1 = Suhu awal
T2 = Suhu akhir

Muai panjang (α) dengan muai luas (β) memiliki hubungan yaitu β = 2α.

Rumus Pemuaian Volume

Muai volume ialah benda yang bertambah panjang, lebar dan tinggi setiap satuan volume ketika suhunya naik 1°C. Adapun rumus pemuaian volumenya yaitu:

Rumus Pemuaian Volume

Keterangan :

γ = Koefisien muai volume zat

V1 = Volume awal (sebelum terkena panas)
V2 = Volume setelah terkena panas
T1 = Suhu awal
T2 = Suhu akhir

Muai panjang (α) dengan muai volume (γ) memiliki hubungan yaitu γ = 3α. Selain rumus pemuaian volume di atas, adapula daftar beberapa benda yang memiliki muai volume. Setiap benda memang memiliki muai volume yang berbeda beda. Berikut beberapa daftar bendanya yaitu:

Daftar Muai Volume Pada Benda

Untuk kategori zat gas memiliki besar koefisien muai tekanan dan volume sebesar 1/273°C⁻¹. Maka dari itu, rumus pemuaian volumenya berbeda dengan zat lain. Berikut rumus pemuaian volume pada zat gas yaitu:

Rumus Pemuaian Volume Zat Gas

Keterangan :

∆T = Perubahan suhu

V1 = Volume sebelum terkena panas
V2 = Volume setelah terkena panas
p1 = Tekanan sebelum terkena panas
p2 = Tekanan setelah terkena panas

Contoh Soal
1. Waktu di pagi hari seutas kawat alumunium memiliki panjang 3 m dengan suhu 30°C. Apabila koefisien muai panjang kawat ialah 24 x 10⁻⁶°C⁻¹. Hitunglah pertambahan panjang ketika siang hari dengan suhu 40°C?

Baca juga : Rumus Konversi Suhu Beserta Contoh Soal (Cara Cepat)

Pembahasan.
Diketahui : T1 = 30°C; T2 = 40°C; l1= 3m; α = 24 x 10⁻⁶°C⁻¹
Ditanyakan : ∆l = ?
Jawab :
∆l = α.l1.∆T
     = α.l1 (T2-T1)
     = 24 x 10⁻⁶°C⁻¹ x 3 m x (40°C - 30°C)
     = 72 x 10⁻⁵ m.
Jadi panjang kawat disiang hari akan bertambah 72 x 10⁻⁵ m atau 0,72 mm.

2. Sebuah bola pejal tak berongga dibuat menggunakan bahan baja. Bola tersebut memiliki volume 300 cm³ dengan suhu 0°C. Kemudian bola tersebut dipanaskan dengan suhu 100°C. Hitunglah perubahan volume pada bola tersebut? (koefisien muai baja 12 x 10⁻⁶°C⁻¹)

Pembahasan.
Diketahui : V1 = 300 cm³; T1 = 0°C; T2 = 100°C; α = 12 x 10⁻⁶°C⁻¹
Ditanyakan : ∆V = ?
Jawab :
∆V = γ1.∆T
      = 3a.V1 (T2 - T1)
      = 3 x 12 x 10⁻⁶°C⁻¹ x 300 cm³ x (100°C - 0°C)
      = 1,08 cm³
Jadi setelah dipanaskan bola tersebut akan mengalami perubahan volume sebesar 1,08 cm³.

Sekian penjelasan mengenai rumus pemuaian panjang, rumus pemuaian luas dan rumus pemuaian volume beserta contoh soalnya. Masing masing benda memiliki nilai koefisien muai (panjang dan volume) yang berbeda beda. Semoga artikel ini dapat menambah wawasan anda.

Sumber http://materi4belajar.blogspot.com/

Bagikan Artikel ini