Temperatur dan pemuaianKelompok 4

2

Temperatur dan Suhu

Pemuaian

Pemuaian Padat

P.Panjang

P.Luas

P.Velome

Pemuaian Cair Anomali Air

Pemuaian Gas

Proses Isobarik

Proses Isokorik

Proses Isotermis

Proses Adiabatik

Suhu Perbandingan Suhu

NAMA ANGGOTA 1. Sugandi Kawidta (2014-11-108)2. Mohammad Agung kencana (2014-11-109)3. Nizuar Sabarta (2014-11-110)4. Endrico Saputra S (2014-11-112)5. Aldino Eryan Saputra (2014-11-114)6. Arsyad Alvian Fadilah (2014-11-113)7. Andika Januarfi (2014-11-107)

3

A.TemperaturTemperatur adalah ukuran panas-dinginnya dari suatu

benda. Panas-dinginnya suatu benda berkaitan dengan energi termis yang terkandung dalam benda tersebut. Makin besar energi termisnya, makin besar temperaturnya. Temperatur disebut juga suhu. Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut

4

Perbanding SuhuSatuan Suhu adalah R : C : F = 4 : 5 : 9

5

Rumus Konversi SuhuCelcius ke Fahrenheit = suhu celcius : 5 x 9 + 32Celcius ke Reamur = suhu celcius : 5 x 4Celcius ke Kelvin = suhu celcius + 273Fahrenheit ke Celsius = (suhu fahrenheit – 32) : 9 x 5Fahrenheit ke Reamur = (suhu fahrenheit – 32) : 9 x 4Fahrenheit ke Kelvin = (suhu fahrenheit – 32) : 9 x 5 + 273Reamur ke Fahrenheit = suhu reamur : 4 x 9 + 32Reamur ke Celsius = suhu reamur : 4 x 5Reamur ke Kelvin = suhu reamur : 4 x 5 + 273Kelvin ke Fahrenheit = (suhu kelvin – 273) : 5 x 9 + 32Kelvin ke Reamur = (suhu kelvin – 273) : 5 x 4Kelvin ke Celcius = suhu kelvin – 273

6

Soal Latihan1. 77oF = ..... oCJawban : TC = 100/180 (TF – 32)TC = 5/9 (77 – 32) = 5/9 (45) = 5(5) = 25 oC2. 25oC =..... °KJawaban : 25 + 273 = 298 K3. 25°K =....... oCJawaban : 25 -273 = -248

7

B.Pemuaian Pemuaian adalah bertambahnya ukuran

suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas.Pemuaian Padat terbagi 3 : a.P.Panjang,b. P.Luas,P.Volume.Pemuaian Cair ada

8

Pemuaian Padat Panjang Pemuaian adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena

menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali.

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan.

9

10

Rumus Pemuaian Padat Panjang Koefisien : = Pemuaian Panjang :

∆L = α x Lo x ∆T Pertambahan Panjang :

Keterangan :

11

Gambar Pemuaian Padat Panjang

12

Pemuaian Padat Luaspertambahan 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. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis. Seperti halnya pada pemuian panjang faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang. Pada perguruan tinggi nanti akan dibahas bagaimana perumusan sehingga diperoleh bahwa koefisien muai luas sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.

13

Rumus Pemuaian Padat Luas Koefisien :

= Pemuaian Luas :

= x Ao x ∆T Pertambahan Luas :

Keterangan :

14

Gambar Pemuaian Padat Luas

15

Pemuaian Padat Volume pertambahan ukuran volume suatu benda karena

menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang.

16

Rumus Pemuaian Padat Volume Koefisien :

= Pemuaian Volume :

= x Vo x ∆T Pertambahan Volume :

Keterangan :

17

Gambar Pemuaian Padat Volume

18

Soal Latihan1. Panjang sebatang alumunium pada suhu 0° C adalah 100 cm.

Berapa panjang pada suhu 100° C, bila angka muai panjangnya 0,000026/° C ?

2. sebuah lempeng logam mula-mula mempunyai luas 100 cm2 lalu menerima kalor sehingga suhunya naik 50oC, jika koefisien muai panjang lempeng logam tersebut adalah 0,001/oC maka berapa pertambahan luas lempeng logam tersebut?

3. Sebuah kubus dengan rusuk 10 cm dan  koefisien muai panjang 0,001/oC. Kubus tersebut diberi kaalor  sehingga suhu awalnya yang 30oC mejadi 80oC, berapakah pertambahan volume dan volume akhir kubus tersebut?

19

1. L1 = Lo (1 + c At)= 100{1 +0,000026(100-0)}= 100{1 +0,000026x100}= 100 {1,0026}= 100,26 cmJadi, panjang sebatang alumunium = 100,26 cm

2. ΔA = Ao.β.ΔTΔA = Ao.2α.ΔTΔA  = 1.2.0,001.50 = 0,1 m2

3. ΔV = Vo.γ.ΔTΔV = 1000.3.o,oo1.(80-50)ΔV = 150 cm2V= Vo + ΔVV=  1000 + 50 = 1050 cm3

20

Pemuaian Zat Cair Pada zat cair hanya dikenal ukuran volume, karena itu pada zat cair

hanya dikenal muai volume. Makin tinggi kenaikan suhu, makin besar penambahan volume zat cair.

Pemuaian zat cair yang satu dengan yang lain umumnya berbeda, meskipun volume zat cair mula-mula sama. Untuk seluruh zat cair pemuaian makin besar jika kenaikan suhu bertambah besar.

Pemuaian zat cair dapat dimanfaatkan dalam penggunaan termometer zat cair, biasanya zat cair yang digunakan adalah raksa atau alkohol. Sifat naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler sebagai akibat pemuaian zat cair inilah yang digunakan untuk mengukur suhu. Permukaan zat cair naik sepanjang pipa kapiler dan berhenti pada posisi tertentu yang sesuai dengan suhu benda. Suhu yang terukur dinyatakan oleh skala yang berimpit dengan permukaan zat cair pada pipa kapiler tersebut.

Pemuaian yang terjadi pada zat cair adalah muai volume. Air yang keluar dari bejana merupakan indikasi perbedaan pemuaian yang berbeda antara zat padat dan zat cair. Air yang tertumpah dari bejana menandakan pemuaian zat cair yang lebih besar dari muai zat padat, dalam hal ini adalah bejananya.

21

Rumus Pemuaian Zat Cair Besanya Muai Volume : V= V₀ (1 + γ Δt ) Pertambahan Volume :ΔV= γ V₀ Δt

Keterangan :o m = massa zat cair (kg)o ρ₀ = massa jenis mula-mula (kg/m kubik)o V₀= volume mula-mula ( m kubik atau

liter)o V = volume akhir ( m kubik atau liter)o γ = koefisien muai volume 

22

Gambar Pemuaian Zat Cair

23

Anomali Air Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º

C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Pada suhu 4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda.

24

Gambar Anomali Air

25

Soal Latihan

1. Diketahui volume alkohol dalam sebuah thermometer bersuhu 250C adalah 8ml. jika koefesien muai ruang alcohol adalah 0,00120/0C, hitunglah volume alcohol jika thermometer di celupkan di air mendidih ?

2. Isi botol gelas 00C ialah 1 liter, diisi penuh dengan raksa dengan suhu 00C. jika botol dan isinya dipanaskan sampai suhu 900C, dimana koefesien muai panjang gelas dan muai ruang raksa masing-masing 10.10-6/0C dan 18,2.10-5/0C. berapakah volume raksa yang tumpah pada suhu 90 0C ?

26

Jawaban1.Pembahasan :Diketahui  : V1 = 8 ml = 0,008T1 = 25°Ct2  = 100°CΔt = t2 - t1 = 100 - 25 = 75γ = 0,00120/°CDitanya : V2Jawab : V2 = V1( 1 + γ x Δt)      = 0,008 ( 1 + 0,00120 x 75 )    = 0,008( 1 + 0,09 )      = 0,008 x 1,09      = 0,00872 lJadi, volume alcohol = 0,00872 l

2. Diketahui : V0 = 1 liter

Δt = 900Cγ gelas = 10. 10-6/0C

γraksa = 18,2 . 10-5/0C

Vtumpah = ….. ?

JawabVtumpah = V0. Δt(γraksa – agelas)

= 1 liter . 900C. (18,2 . 10-5/0C . 10 . 10-

6/0C)= 1 liter . 900C. ( 15,2 . 10-5/0C) = 1368 . 10-5 liter= 1,368 . 102 liter

27

Pemuaian GasGas mengalami pemuaian ketika suhunya bertambah dan mengalami penyusutan jika suhunya turun. Pada gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas. Dari penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa koefisien muai volume semua gas sama yaitu : 0,00367 /K.Gas juga mempunyai muai volume yang besarnya sama untuk semua jenis gas, yaitu: γ=

Pemuaian gas ada 3 macam yaitu:1.Isobarik2.Isokhorik3.Isotermis

28

Proses Isobarik Proses isobarik adalah proses

termodinamika dimana tekanannya konstan: ΔP = 0. Istilah ini berasal dari kata Yunani iso-, (sama), dan baros (massa).

Grafik V-T Grafik P-T V P

T T

29

Rumus Isobarik atau = C Keterangan :

30

Proses IsokhorikProses Isokhorik adalah Proses termodinamika dimana volume dari sistem tertutupyang menjalani proses tetap konstan. Proses isokorik dapat dicontohkan dengan pemanasan atau pendinginan pada wadah tertutup anelastis: proses termodinamika adalah bertambahnya atau berkurangnya panas; isolasi dari wadah menyebabkan sistem menjadi tertutup, dan ketidakmampuan wadah untuk berdeformasi menyebabkan kondisi volume konstan.

31

Rumus Isokhorik atau = C Keterangan :

32

Grafik P-T Grafik V-T P V

T T

33

Proses IsotermisHasil kali antara tekanan dan volume gas di bagi suhunya adalah konstan.Grafik P-VP

V

34

Rumus Isotermis Pa Va = Pb Vb atau P V = C

atau = C

Keterangan :

35

Rumus Umum Perbanding Persamaan Gas Idel : Hukum Boyle- Gay Lussac :   atau = C

36

Soal Latihan1. Pada tekanan tetap, sebuah gas memiliki volume 200 cm3

pada suhu 27, pada sushu 127 berapakah volume gas tersebut?

2. Gas berada di dalam bejana tertutup pada mulanya bersuhu 27°C. Agar tekanannya menjadi 2 kali semula, maka suhu ruangan tersebut adalah

3. Ban sepeda motor mempunyai tekanan ukur 2 atm pada suhu 27oC. Setelah sepeda motor dikendarai, suhu di dalam ban berubah menjadi 47oC. Jika pemuaian diabaikan maka tekanan udara di dalam ban berubah menjadi…

37

Jawaban1.Pembahasan:Kita bisa menggunakan rumus hukum boyle

Va   Vb— = —Ta    Tb20/ (27+273) = V1/(127+273)200/300 = V1/400V1 = 2/3 x 400 = 266, 67 cm3

2.PembahasanDiketahui :

Tekanan awal (P1) = PTekanan akhir (P2) = 2PSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KDitanya : suhu akhir (T2)Jawab :

38

3. Diketahui :Tekanan atmosfir = 1 atm = 1 x 105 PascalTekanan ukur awal = 2 atm = 2 x 105 PascalTekanan mutlak awal (P1) =1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 105 PascalSuhu awal (T1) = 27oC + 273 = 300 KSuhu akhirl (T1) = 47oC + 273 = 320 KDitanya : Tekanan ukur akhir?

Jawab :

39

Soal 1. 93 °C = ...°R = ...°F2. Panjang sebatang aluminium pada suhu 0°C adalah

2 meter. Koefisien muai panjang aluminium 2,35 x 10-5/°C. Berapa panjang aluminium pada suhu 40°C dan 150°C?

3. Minyak yang suhunya 0°C mempunyai volume 10 liter. Pada saat dibuat untuk menggoreng ikan, suhunya 120°C. Berapa volume minyak saat itu? (Koefisien muai minyak= 1,2 x 10-3/°C)

40

4. Volum gas yang terdapat di dalam sebuah kubus 2 C pada suhu 0°C. Berapa volum gas, biladipanaskan menjadi 30°C?5. Roni memanasi air sebanyak 10 liter dari suhu 10°C menjadi 60°C. Jika koefisien muai ruang air 0,00021/°C, hitung volume air setelah dipanaskan !

41

Daftar Pustaka http://indonesiaindonesia.com/f/94967-b

ab-6-pemuaian-zat/

http://id.wikibooks.org/wiki/Soal-Soal_Fisika/Pemuaian

http://gurumuda.net/konversi-skala-suhu-celcius-fahrenheit-soal-dan-jawaban-un-2013.htm

http://id.wikibooks.org/wiki/Rumus-Rumus_Fisika_Lengkap/Termodinamika