SUHU DAN PEMUAIAN

2. Penyusutan

Menyusut adalah berkurangnya ukuran benda (padat, cair dan gas) yang disebabkan karena adanya penurunan suhu atau suhu rendah. Penyusutan adalah kebalikan dari pemuaian. Contoh peristiwa pemuaian benda dalam kehidupan sehari-hari :

a. Penyusutan pada benda padat.

Bagaimana dengan keadaan kabel telpon pada pagi hari jika dibandingkan dengan siang hari. Kabel telpon pada siang hari mengendur dan pada padi hari esoknya akan mengencang, hal itu karena pada sore hari dan malam harinya ada penurunan suhu. Jadi mengencangnya kabel telpon pada pagi hari jika dibandingkan dengan siang hari adalah karena penyusutan. Bagaimana keadaan daun jendela rumah ketika kita buka pada musim penghujan ? Dan bagaimana keadannya jika kita membukanya pada musim kemarau? Mana yang lebih lancar dalam membukanya ? mengapa demikian ?

b. Penyusutan pada benda cair.
Penyusutan benda cair hanya berupa ukuran dan bentuk tetapi volumenya tetap. Contohnya adalah Ketika agar-agar buatan ibu masih bersuhu tinggi (berbentuk cair) dalam wadah penuh, tetapi setelah adanya penurunan suhu maka ukurannya sedikit berkurang, tetapi volumenya tetap. Penyusutan tersebut karena merapatnya partikel zat cair.

c. Penyusutan pada benda gas
Pernahkan kamu menyimpan sepada yang bannya telah dipompa pada teras rumah yang terbuat dari keramik dalam beberapa hari ?
Ban sepada tersebut akan berkurang tekanannya karena udara dalam ban menyusut.
Berilah contoh yang lain !

pengaruh suhu terhadap benda dlm kegiatan sehari-hari

Suhu tinggi maupun rendah akan berpengaruh terhadap perubahan benda, baik dalam ukurannya, bentuknya maupun wujudnya. Jadi, ukuran, bentuk dan wujud benda dipengaruhi oleh suhu, baik suhu panas atau suhu dingin. Dari berbagai sumber asa generasiku mencoba mengurai tentang pengaruh suhu terhadap benda dalam kegiatan sehari-hari, diantaranya :

1. Pemuaian

Setiap benda (padat, cair dan gas) akan memuai jika dipanaskan. Memuai adalah bertambahnya ukuran benda. Contoh peristiwa pemuaian yang terjadi dalam peristiwa sehari - hari :

a. Pemuaian pada benda padat

Sambungan pada rel kereta dibuat renggang. Hal ini dibuat dengan tujuan bahwa renggangan tersebut sebagai tempat ruang muai. Karena jika sambungan dibuat rapat maka ketika terjadi pemuaian akibat terik matahari rel akan melengkung. Lalu apa yang terjadi dengan kabel telpon pada siang hari yang terik ? Coba bandingkan keadaan kabel tersebut pada pagi hari dan tengah hari, mengapa demikian ?

b. Pemuaian pada benda cair

Masih ingatkah kamu dengan termometer. Ya, betul, alat pengukur suhu yang berisi air raksa. Air raksa dalam wadah termometer akan memuai jika terkena suhu tubuh. Akibat pemuaian air raksa tersebut maka akan mendorong angka pencatat termometer. Bagaimana dengan isi parfum dalam botol, mengapa tidak diisi penuh, apa tujuannya ?

c. Pemuaian pada benda gas

Ban sepeda yang telah dipompa jika dibiarkan secara terus-menerus terkena terik matahari akan meletus. Meletusnya ban sepeda tersebut dikarenakan udara (gas) yang ada dalam ban terus bertambah akibat pemuaian, karena tidak dapat tertampung maka ban akan meletus. Lalu bagaimana dengan balon ? silahkan lakukan percobaan !

contoh soal pemuaian 2

Sebatang besi pada suhu 30° C panjangnya 100 cm, dipanaskan hingga suhunya 90° C.Berapakah pertambahan
panjang besi jika koefisien muai panjang besi 0,000012/ °C?
Penyelesaian:

Diketahui
t1 = 30 C, L1 = 100 cm, t2= 90° C
cx=0,0000121°C

Ditanya
Jawab : L2 = L1 {1 + a.. At)
AL = L2 - L1= 100{1 +0,000012x(90-30)} = 100,072- 100= 100 {1 + 0000012 x 60}0,072 cm
= 1000{1 +0,00072}
= 100,072 cm

Jadi pertambahan
panjangnya adalah 0,072
cm

contoh soal pemuaian

Panjang sebatang alumunium pada suhu 0°C adalah 100 cm. Berapa panjang pada suhu 100° C,
bila angka muai panjangnya 0,000026/°C?
Periyelesaian:
Diketahui 0° C, L0.= 100cm
ti = 100°, = 0,000026/°C

Ditanya : L1
Jawab L1 = Lo (1 + c At)= 100{1 ÷0,000026(100-0)}
= 100{1 +0,000026x100}
= 100 {1,0026}= 100,26cm

Jadi, panjang sebatang alumunium = 100,26 cm Jika suhu mula-mula tidaksama dengan 0° C (t bukan sama dengan 0° C)

contoh soal suhu 2

Air tidak dipakai untuk mengisi termometer. Hal ini karena ...
a. volume air tetap
b. tidak memuai ketika dipanaskan
c. memiliki pemuaian yang kecil
d. air membasahi dinding

pembahasan :
alasan mengapa air tidak digunakan untuk mengisi tabung termometer antara lain :
- air membasahi dinding
- tidak berwarna
- jangkauan suhu air terbatas (0 - 100) derajat C
- perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya dinaikkan
- merupakan penghantar panas yang sangat jelek

jawaban : d

rumus pemuaian

Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas (kalor). Pemuaian tiap-tiap benda akan berbeda, tergantung pada suhu di sekitar dan koefisien muai atau daya muai dari benda tersebut. Perubahan panjang akibat panas ini, sebagai contoh, akan mengikuti:

$\frac{}{} L_{t} = L_{0} + L_{0}\alpha \Delta t$

di mana

$\frac{}{}L_{t}$ adalah panjang pada suhu t,

$\frac{}{}L_{0}$ adalah panjang pada suhu awal,

$\frac{}{}\alpha$ adalah koefisien muai panjang, dan

$\frac{}{} \Delta t$ adalah besarnya perubahan suhu.

Suatu benda akan mengalami muai panjang apabila benda itu hanya memiliki (dominan dengan) ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi pada benda apabila benda itu memiliki ukuran panjang & lebar, sedangkan muai volum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang, lebar, & tinggi.

$\frac{}{} A_{t} = A_{0} + A_{0}\beta \Delta t$