Fisika Panas 2 SKS

Adhi Harmoko S, M.Kom

Fenomena

Apa yang dapat diterangkan dari fenomena ini ?Sambungan jembatan tol

Fenomena

Apa yang dapat diterangkan dari fenomena ini ?Pada sambungan rel kereta

Fenomena

Apa yang dapat diterang-kan dari fenomena ini ?Perubahan pada kabel

DemonstrasiBola dapat melewati

lubangBola

dipanaskanBola tidak dapatmelewati lubang

PertanyaanApa hubungan pemuaian dengan temperatur

Berbanding lurus atau kuadrat atau ???

Apakah dengan kenaikan temperatur yang sama, semua material akan memuaikan dengan ukuran yang sama

Bila tidak berarti ada hubungan antara pemuaian dengan jenis material

Ekspansi Termal

Adhi Harmoko S, M.Kom

Ekspansi LinierEksperimen : perubahan panjang ΔL berbanding lurus dengan perubahan temperatur ΔT

TLL o Δ=Δ α

α : kontanta ekspansi linier (°C)-1

Persamaan di atas dapat ditulis

( )TLL o Δ+= α1

oLLL −=Δ

oTTT −=Δ

Lo

L

ΔLTo

T

T > To

Ekspansi VolumePerubahan volume suatu material oleh temperatur

TVV o Δ=Δ β

β : koefisien muai volume

Vo

V

Hubungan β dengan αβ = (1/V) (dV/dT) = (1/L3) {(3L2)(dL/dT)

= (3/L) (dL/dT) = 3α

Tabel Koefisien Ekspansi

Fenomena

Mengapa pada musim dingin permukaan danau lebih dahu-lu menjadi es ?

Fenomena

Berat jenis es lebih kecil dari pada air

Anomali Air

Adhi Harmoko S, M.Kom

Anomali pada AirAir berekspansi (berat jenisnya lebih kecil) saat menjadi es. Kerapatan air maksimum terjadi pada T = 4oC

Mengapa rel kereta melengkung saat cuaca panas sekali ?

Thermal Stress

Adhi Harmoko S, M.Kom

Stress TermalJika terjadi perubahan temperatur pada suatu material, maka dia dapat mengalami stres tarik atau tekan. Peristiwa ini disebut Stress termal.

oLLE

AF Δ

=

TLL

o

Δ=Δ α

TEAF

Δ= α

Stres pada material :E (N/m2) : Modulus Young

Perubahan panjang karena ΔT

Internal Strees

Latihan – 1 Sebuah lembaran metal dilubangi berbentuk lingkaran. Ketika metal dipanaskan, apakah lubang membesar atau mengecil?

Latihan – 2Sebuah cincin besi akan dimasukkan ke dalam batang silinder besipejal. Pada 20 C, diameter batang 6.445 cm dan diameter dalam cincin 6.420 cm. Untuk dapat masuk dengan mudah ke dalam batang, diamter cincin harus lebih besar 0.008 cm. Pada temperatur berapakah cincin harus dipanaskan agar dapat masuk dengan mudah ?

( )( ) CcmC

cmcmLLTo

°=°×−

=Δ

=Δ −− 430420.61012

420.6453.616α

SOLUTION: Diameter cincin harus naik dari 6.420 cm sampai 6.445 + 0.008 cm, Cincin harus dipanaskan supaya diamter bertambah secara linier sebanding dengan temperatur

Sehingga temperatur ring harus naik menjadi 20 + 430 = 450 °C

PR – 1Sebuah jalan raya terbuat dari blok beton (panjang 10 m). Blok beton dihubungkan satu dengan lainnya tanpa ada ruang untuk berekspansi. Jika blok beton dipasang pada temperatur 20°C, berapakan gaya tekan yang akan terjadi jika temperaturnya men-capai 50°C bila luas daerah kontak benton satu dengan lainnya sebesar 0.20 m2? Bila Diketahui:

Tensile Strength beton : 2 × 106 N/m2

Compressive Strength beton : 20 × 106 N/m2

Shear Strength beton : 2 × 106 N/m2

Apakah beton akan fracture?