Koefisien Muai Panjang

5/10/2018 Koefisien Muai Panjang - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/koefisien-muai-panjang-55a0c0f1343d2 1/9

PERCOBAAN 3 KOEFISIAN MUAI PANJANG

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

Menentukan koefisien muai panjang suatu batang logam

1.2 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat melihat banyak sekali hal-hal yang terjadi berkaitan

dengan pemuaian dan pengerutan suatu benda. Misalnya pada suatu hari yang panas, kawat-kawat listrik atau kawat telepon yang bergantung pada tiangnya akan bergantung kendur. Tetapi

sebaliknya pada hari yang dingin.

Rel kereta api dibangun dengan memberikan sedikit ruang pemisah diantara sambungan-

sambungan antar relnya sehingga rel tersebut tidak akan melengkung ketika musim panas.

Pesawat supersonik Concorde akan bertambah panas selama melakukan penerbangan kerenaadanya gesekan dengan udara, pesawat tersebut akan bertambah panjang 25 cm. Dan banyak hal

lainnya yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari kita.

Oleh karena itu, percobaan kali ini mengenai “Muai Panjang Zat Padat”, untuk dapatmemberikan suatu pengetahuan lebih mengenai hal tersebut, dan dapat kita terapakan dalam

kehidupan sehari-hari.

BAB II

DASAR TEORI

Pada umumnya, ukuran suatu benda akan berubah apabila suhunya berubah. Pada benda-bendayang berbentuk batang, perubahan ukuran panjang akibat perubahan suhu adalah sangat nyata,

sedangkan perubahan ukuran luas dapat diabaikan karena kecilnya.Perubahan panajng akibat perubahan suhu dapat dirumuskan sebagai berikut :

∆L = œ. Lo. ∆T ……………………………………………………..(1)

Persamaan tersebut dapat diubah menjadi dimana ∆L/Lo adalah perubahan relative dari panjang

dan ∆T adalah perubaha suhu. Dengan demikian koefisien muai panjang ( œ ) suatu zatdidefinisikan sebagai perubahan relative dari panjang zat itu perdrajat perubahan suhu (Tim

Penyusun, 2007).

Efek-efek yang lazim dari perubahan temperatur (suhu) adalah suatu perubahan ukuran bahan.Bils te,epratur dinaikan maka jarak rata-rata diantara atom-atom akan bertambah yang

mengakibatkan suatu ekspansi dari seluruh benda padat tersebut. Perubahan dari setiap dimensilinier tersebut, seperti panjang , lebar, atau tebalnya dinamakan ekspansi linier.

Koefisien ekspansi linier mempunyai nilai yang berbeda-beda untuk bahan-bahan yang berbeda.Tegasnya boleh dikatakan bahwa kooegisien ekspansi linier atau koefisien muai panjang

tergantung pada temperatur referensi yang dipilih unutk menentukan panjang awal. Akan tetapi

variasinya biasanya dapat diabaikan dibandingkan terhadap ketelitian dengan nama pengukuran(Tepler, 1998).

Salah satu sifat zat pada umumnya adalah akan mengalami perubahan dimensi (panjang, luas dan



volume) bila dikenai panas, seandainya benda tersebut berwujud batang atau kabel maka yang

banyak menarik perahatian adalah perubahan panjangnya. Untuk itu didefinisikan suatu besaran

yang disebut koefisien muai panjang ( œ ) suattu perubahan fraksional panjang ∆L/Lo dibagi perubahan suhu. Bila ∆L = Lt – Lo

Maka, Lt = Lo ( 1 + œ . ∆T ) ………………………………………………(2)

Bila umumnya œ berharga sangat kecil, sehingga œ2 dapat diabaikan, maka :L2 = L1 ( 1 + œ ( T2 – T1 ) ………………………………………………......(3)

Persamaan diatas menyatakan bahwa panjang batang pada suatu kondisi dapat dinyatakan dalam

panjang batang disetiap kondisi lain asal suhu kedua kondisi itu diketahui (Tim Pnusun, 2003).Semua logam memuai pada fraksi yang sama dari volume semula. Kehilangan logam seperti

timah seola-olah mengetahui bahwa ia akan cepat melebar, sehingga ia memuai dengan cepat

sesuai dengan kenaikan temperatur. Sedangkan platina dengan titik lebur tinggi memperlambatkelajuan pemuaiannya.

Koefisien volume dapat dihitung dalam bentuk koefisien linier (lurus) sebagai berikut, misalnya

sebuah benda padat berbentuk paralepedium tegak yang panjang isinya L1, L2, dan L3. Maka

volumenya ialah :

V = L1. L2. L3 …………………………………………………………… (4) dV = L1. L2. dL1 + L1.L3 dL2 + L1. L2 dL3 ………………………… (5)

dt dt dt dt

Ini kita bagi dengan Ll, L2, L3, maka :

1. dV = 1. dL1 + 1 dL2 + 1 dL3 ……………………………..(6) V dt L1 dt L2 dt L3 dt

(Sears&Zemansky, 1969)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Fungsi

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

a. Satu set “Expansiion Apparatus” Berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan logam besi dan kuningan yang akan digunakan

dalam percobaan.

b. Termometer DigitalBerfungsi untuk mengukur suhu (temperatur) zat yang digunakan dalam percobaan.

c. Selang Karet

Berfungsi untuk menghubungkan steam generator denngan batang logam dan menyalurkan airyang keluar dari steam generator ke batang logam.d. Cawan Petri

Berfungsi untuk menampung air yang keluar dari lubang yang ada pada batang logam pada saat

air mendidih.e. Dial Gauge

Berfungsi untuk mengukur perubahan relatif panjang suatu logam.

f. Steam Generator



Berfungsi untuk menampung air yang akan dididihkan atau sebagai tempat untuk memanaskan

air.

3.2 Prosedur Percobaan

1. Mengisi steam generator dengan air hingga kurang lebih 3/4nya.2. Merendam pipa besi dalam air dan mengukur suhunya sebagai suhu awal.

3. Merangakai peralatan dan mengatur penunnjuk dial gauge supaya menunjukkan angka nol.

4. Menghubungkan steam generator dengan listrik dan menuggu sampai mendidih.

5. Memperhatikan jarum penunjuk dial gauge dan mencatat sebagai ∆L bila sudah maksimum.

6. Mengulangi percobaan namun dengan menggunakan kuningan.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 1. Hasil Percobaan Muai Panjang Terhadap Besi

No. T (°C) ∆L(mm)

1.2.

3.4.

5. 3240

60

8099,4 0

21.10-2

56.10-278.10-2

81.10-2

To = 32 °CLo = 640 mm

Tabel. 2 Hasil Percobaan Muai Panjang Terhadap Kuningan.

No. T (°C) ∆L (mm)

1.



2.

3.4.

5. 31,5

40

6080

99,3 0

7,5.10-227.10-2

42,5.10-2

48,5.10-2To = 31,5 °C

Lo = 640 mm

4.2 Pembahasan

Suatu benda akan berubah ukurannya jika suhunya juga berubah. Dan hal ini terbukti dalam

percobaan yang telah dilakukan, dimana logam besi dan kuningan mengalami perubahan panjang jika terjadi kenaikan suhu. Dan dari percobaan inilah kita dapat menentukan koefisien muai

panjang dari logam besi dan kuningan tersebut.

Pada percobaan ini logam besi dan kuningan mengalami pertambahan panjang yang berbedakarena pemanasan, yaitu pada kuningan petambahan panjang lebih besar dari pada besi. hal ini

diduga kerena kunigan memiliki densitas yang lebih kecil dari pada besidan merupakan

penghantar panas yagn baik dibandingkan besi.

Perbedaan perubahan panjang dan suhu pada msing-masing logam menyebabkan hasil yangdiperoleh untuk koefisien muai panjang juga berbeda-beda.. Faktor-faktor yang mempengaruhi

besar kecilnya koefisien muai panjang yaitu temperatur / suhu, kemampuan masing-masinglogam untuk memuai, dan tingkat kepekaan jenis benda dalam menghantarkan panas.

Dari percobaan yang dilakukan ddapatkan nilai œ sebesar 1,1643.10-5 pada besi dalam 5 kali

percobaan sedangkan œ pada kuningan seesar 1.9054. 10-5 dalam 5 kali percobaan. Nilai œ (koefisien muai panjang ) dari hasil perhitungan lebih kecil dari pada nilai œ menurut dasar teori.

Kesalahan relative rata-rata pada besi yaitu sebesar 68,1652 % sedangkan kesalahan relativepada kunigan sebesar 60,4376 %. Kesalahan relative didapat dengan cara y persamaan dikurang

y data dan dikalikan 100 %.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Kenaikan suhu menyebabkan ukuran dari suatu logam bertambah panjang.

2. Pertambahan pajang pada kuningan lebih besar dari pada besi.3. Besar muai panjang pada logam besi yaitu 1,1643. 10-5 K-1

4. Kesalahan relatif pada logam besi sebesar 68,1625 %

5. Besar muai panjang pada logam kuningan yaitu 1,9054. 10-5 K-1



6. Kesalahan relatif pada logam kuningan sebesar 60,437 %

5.2 Saran

Penyusun menyarankan agar percobaan ini dijalankan dengan teliti dan tepat dalam melihat

temperatur digital dan dial gauge yang terus berputar.

DAFTAR PUSTAKA

Lafferti, Peter. 1993. Penuntun Ilmu Pengetahuan Pembakaran dan Peleburan. adi Prasetya.

Semarang.

Sears & Zemansky. 1969. Fisika Untuk Universitas. Binacipta. Bandung.Tepller. 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta.

Tim Penyusun. 2003. Fisika I. FMIPA. ITS. Surabaya.

Tim Penyusun. 2007. Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Universitas Lambung Mangkurat.

Banjarbaru.

Perhitungan

Tabel. 3 Hasil Perhitungan Untuk Logam Besi

No. T(°C) L (mm) X = T y =x2 xy

1. 31,5 640 31,5 0 992,5 0

2. 40 640,075 40 1,17187.10-4 1600 4,6875.10-3

3. 60 640,27 60 4,21875.10-4 3600 2,93125.10-24. 80 640,425 80 6,64062.10-4 6400 5,312496.10-2

5. 99,3 640,485 99,3 7,57812.10-4 9860,49 7,5250731.10-2∑ 310,8 3201,255 310,8 1,960936.10-3 22452,74 1,58376.10-1

∑ x. ∑ y - n ∑ xy

œ = =

( ∑x )2 - n ( ∑ x2 )

310,8 . 1,960936. 10-3 - 5 ( 1,58376. 10-1 )= ( 310,8 )2 - 5 ( 22452,74 )

- 0,182421091= - 15667,06

= 1, 1643. 10-5

∑ y – œ ∑x 1,960936. 10-3 - 1,1643. 10-5 ( 310,8 )

b = =

n 5



1,960936. 10-3 - 0,003618644

=5

- 0,001657708

=5

= 0,00033154

Tabel.4 Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif Pada Besi

No.

T ( °C )Y data

Y persamaan

y = œ x - b kesalahan relatif (%)

1.

2.3.

4.5. 31,5

4060

80

99,3 01,17187. 10-4

4,21875. 10-4

6,64062. 10-47,57812. 10-4 0,000698294

0,00079726

0,001030120,001262980,001487689 100

85,30

59,04647,42

49,06

∑ 310,8 1,960936. 10-3 0,005276343 340,826



= 68,1652 %

Tabel. 5 Hasil Perhitugan Muai Panjang Untuk Logam Kuningan

No. T (°C ) L (mm) x = T

x 2 xy

1.2.

3.

4.

5. 32

4060

8099,4 640

640,21

640,56640,78

640,81 32

40

6080

99,4 03,28125. 10-4

8,75. 10-41,21875. 10-3

1,265625. 10-3 1024

16003600

6400

9880,36 00,013125

0,0525

0,09750,1258

∑ 311,4 3202,36 311,4 0,0036875 22504,36 0,288925

∑ x. ∑ y - n ∑ xy 311,4 . 0,0036875 - 5. 0,288925

œ = =



(∑x)2 - n (∑x2) ( 311,4 )2 - 5 ( 22504,36 )

- 0,296375

=

- 0,1555184= 1,9054. 10-5

∑y - a ∑x 0,0036875 - 1,9054. 10-5 . 311,4b = =

n 5

0,0036875 - 0,0059334,5

=

5

- 0,002245915= 5

= 0,000449183

Tabel. 6 Hasil Perhitungan Kesalahan Relatif pada Logam Kuningan

No. T (°C) Y data

Y pers

kesalahan realtif (%)

1.

2.

3.4.

5. 32

4060

80

99,4 03,28125. 10-48,75. 10-4

1,21875.10-3

1,265625.10-3 0,0010589110,001211343

0,001592423

0,001973503



0,00234315 100

72,91245,05

38.24

45,986

∑ 311,4 0,0036875 0,00817933 302,188

= 60,44376 %

Koefisien Muai Panjang

Documents

Transcript of Koefisien Muai Panjang