5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
1/8
III. PEMUAIAN PANJANG
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena
pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda
karena menerima kalor. Sedangkan pemuaian panjang 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. oefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi olehjenis benda atau jenis bahan. Peristiwa yang mengikuti penambahan
temperatur pada bahan adalah perubahan ukuran dan keadaannya. !aya
antar a tom k ita pandang sebagai kumpulan pegas yang
menjadi penghu bung antar atom bahan. Pada setiap temperatur,
atom padatan tersebut akan bergetar. kenaikan temperatur akan
mengakibatkan penambahan jarak rata"rata antar atom bahan. #al ini
mengakibatkan terjadinya pemuaian $ekspansi% pada seluruh komponen
padatan tersebut. Perubahan ukuran pada dimensi linier disebut sebagai
muai linier. &ika panjang dimensi linier bahan adalah l, maka perubahan
panjang akibat perubahan temperatur '( adalah sebesar 'L.
Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan
pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu
adalah
'l ) lo . * (
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
2/8
keterangan +
l ) pertambahan panjang $m%
lo ) panjang awal $m%
* ) koefisien muai panjang $oC%
( ) perubahan suhu $oC%
Bila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka
digunakan persamaan sebagai berikut +
l ) l - lo
keterangan +
l ) panjang akhir $m%
'l ) pertambahan panjang
lo ) panjang awal
. (ujuan Praktikum
1. /enjelaskan pengaruh perubahan temperatur terhadap bahan
terutama logam
. /engukur besarnya koefisien pemuaian panjang material
0. aktu dan (empat Praktikum
Praktikum acara 222 Pemuaian Panjang dilaksanakan pada hari
Senin, tanggal 3 September 41 pada pukul 15.44 6 17.44 2B
bertempat di Laboratorium Pusat 8akultas /atematika dan 2lmu
Pengetahuan 9lam :ni;ersitas Sebelas /aret Surakarta
B. Tinjauan Pustaka
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
3/8
Bila alam alam
beberapa
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
4/8
besar, sehingga tidak bisa dilawan dan bisanya hanya dihindari. 2ni
menyebabkan efek pemuaian benda menempati peran penting dan selalu
diperhitungkan keberadaannya. (elah berhasil dibangun purwarupa
perangkat pengukur koefisien muai panjang batang logam berbasis
transduser panjang elektromekanis potensiometris. (ransduser itu
dibangun dari sensor potensiometer putar berelemen plastik konduktif,
catu tegangan >C, multimeter digital, rangkaian roda gigi, dan rangkaian
tuas. Purwarupa transduser panjang elektromekanis bersensor
potensiometer dibangun untuk diterapkan pada eksperimen koefisien muai
panjang logam. Pengukuran koefisien muai panjang logam $*% yang
dilengkapi dengan sistem elektronis bermakna adanya alihan sinyal
mekanik menjadi sinyal listrik. @ilai * dari setiap jenis batang logam uji
terukur dengan teliti bila dilakukan pengukuran suhu $'(% dan perubahan
panjang $'L% dengan teliti. Pengukuran '( dilakukan secara teliti bila
kondisi uap air didalam tungku uap air yang digunakan untuk memanaskan
batang logam uji dalam keadaan jenuh, sehingga suhu terbaca oleh kedua
termometer, pada masing"masing ujung batang logam dan senilai.
Pengukuran 'L teliti bila sensor 'L memiliki kepekaan tinggi dan 'L
terbaca melalui tampilan numeris digital $2rwan, 443%.
(emperatur $(% dapat diukur dalam skala Celcius, dimana titik
beku air adalah 4 oC, dan titik didih $pada kondisi standar% adalah pada 144
oC. Pemuaian linear benda padat yaitu ketika benda padat mengalami
peningkatan temperatur '(, pertambahan panjangnya 'L hampir
sebanding dengan panjang awalnya Lo dikalikan dengan '(, yaitu
'L ) * . Lo . '(
>imana konstanta perbandingan * disebut sebagai koefisien pemuaian
linier. @ilai * tergantung pada sifat
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
5/8
karena itu, akurat hanya untuk perbedaan suhu yang cukup kecil. :ntuk
membuat hal"hal bahkan lebih rumit, pada suhu ekstrim, seperti yang
berpengalaman dalam misi ruang angkasa, properti materi berhenti
berperilaku linear dan mulai mengikuti polinomial kompleks. :ntuk lebih
akurat mempredsi ekspansi termal komponen yang mengalami suhu yang
besar perubahan dan sering terbuat dari bahan isotropik $allace, 445%.
Balok dalam struktur nyata tidak memiliki kebebasan untuk
memanjang. &ika kenaikan suhu diterapkan pada balok sederhana hasilnya
hanya akan menjadi ekspansi atau peningkatan panjang. leh karena ituregangan total adalah sama dengan perubahan regangan dan tidak ada
ketegangan mekanik yang berarti bahwa tidak ada tekanan berkembang di
balok $:smani, 441%.
:ntuk meningkatkan akurasi hasil kalibrasi balok ukur, maka perlu
diketahui selisih koefiien muai termal dari balok ukur yang dikalibrasi
terhadap balok ukur acuan. Selisih koefsien muai termal balok ukur dopat
ditentukan dengan jalan melakukan pengukuran. 8aktor yang paling
dominan agar mendapatkan hasil kalibrasi balok ukur yang akurat adalah
tejaganya kestabilan suhu dan penyimpangan suhu dari suhu acuan $4 oC)
yang sekecil mungkin pada saat kalibrasi berlangsung. @ilai koefisien
muai termal balok ukur bergantung dari material yang digunakan untuk
membuatnya $9nwar, 443%.
Semua peningkatan
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
6/8
Lo . '(
C. Alat, Bahan, dan Cara Kerja
1. 9lat
a. Satu set peralatan muai panjang model Pasco (>"D55D
b. (ermometer
c. etel air dan kompor listrik
d. /istar dan jangka sorong
. Bahan
a. Logam besi dan tembaga
b. 9ir
0. Cara erja
a. Pasanglah semua peralatan seperti pada gambar. Pastikan logam uji
terjepit dengan kuat
b. :kurlah panjang logam mula"mula Lo
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
7/8
c. Letakkan skala pertambahan panjang pada klem penyiku logam,
pastikan skala pertambahan panjang dapat berputar dengan bebas
dan tentukan titik nol pengukuran
d. 2si ketel dengan air dan hidupkan pemanas. (unggulah sampai
terjadi uap air panas. 9turlah agar uap panas ini mengalir dengan
baik di dalam logam.
e. Secara berkala, misalkan tiap menit, catatlah temperatur batang
logam dan bacalah pertambahan panjang $'L%. 2sikan data
pengamatan pada tabel 1. /atikan pemanas jika temperatur batang
logam sudah maksimum atau tidak mau bertambah
f. Secara berkala, lakukan pengukuran perubahan panjang pada setiap
penurunan temperatur. 2sikan data pengamatan pada tabel .
g. Buatlah grafik hubungan antara pertambahan panjang 'L sebagai
fungsi dari perubahan temperatur '(
h. :kurlah kemiringan grafik dan hitunglah koefisien muai panjang *.
DAFTA PU!TAKA
9nwar, /uhammad. 443.Penentuan Selisih Koefisien Muai Termal Balok Ukur
pada Kalibrasi Balok Ukur dengan Metode Komparasi. Eol D. @o , &uli"
>esember 443.
Bueche, 8rederick & dan Fugene #echt. 44A. Fisika Universitas (alih bahasa,
efina !ndriasari". Frlangga. &akarta.
&ati, Bambang /urdaka Fka. 443. Penggunaan Potensiometer sebagai
Transduser untuk Menentukan Muai Pan#ang Batang $ogam. Eol 7. @o
0, 9pril 443.
@iGmah, 9ndri 9tun. 41.Mengukur Koefisien Muai Pan#ang
Sears, 8rancis eston. 1?A.Mekanika, Panas, dan Bun%i. Palo 9lto. London.
Soedarjana, P&. 1?7?.&nergi 'elombang Medan. Balai Pustaka. &akarta.
5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru
8/8
:smani,9.S.441. PrinsipPrinsip )asar Perilaku Struktural di Ba*ah &fek
Termal.@o 0A, /aret 441.
allace, !. 445. esolusi Tinggi Metode untuk Mengukur &kspansi Termal
Koefisien +erospae Bahan. &anuari, 445.
Top Related