Cara Mencari Koefisien Muai Panjang Zat pada Logam yang Dipanaskan

KOMPAS.com - Semua benda padat umumnya akan memuai jika dipanaskan.

Dilansir dari buku Big Bank Fisika SMP/MTs Kelas VII, VIII, IX (2014) oleh Firdaus, benda padat mengalami tiga proses pemuaian yakni muai panjang, muai luas, dan muai volume.

Berikut masing-masing rumus perubahan muai panjang, luas, dan volume, yaitu:

Baca juga: Contoh Pemuaian dalam Kehidupan Sehari-hari

Perubahan muai panjang ()

Keterangan:

= panjang mula-mula
α = koefisien muai panjang

Perubahan muai luas (ΔA)

Keterangan:

Ao = luas mula-mula
ΔT = T-To = perubahan suhu

Perubahan muai volume (ΔV)

Keterangan:

Vo = volume mula-mula
V = volume akhir

Sebagai informasi, hubungan antara koefisien muai panjang (α), luas (β), dan volume (γ) adalah:

β = 2 α, dan γ = 3 α

Baca juga: Suhu dan Pemuaian

Contoh soal 1

Batang logam panjangnya 2 meter, dipanaskan dengan kenaikan suhu 100°C ternyata panjangnya bertambah 2 cm. Koefisien muai panjang logam adalah ....

Jawab:

Diketahui:

• Lo = 2m (panjang awal logam)
• ΔT = 100°C (kenaikan suhu)
• ΔL = 2 cm = 0,02 m (perubahan panjang logam)

Ditanya:

• Koefisien muai panjang (α) = ....?

Pembahasan:

Besarnya koefisien muai panjang adalah:

ΔL = Lo . α . ΔT

sehingga:

Baca juga: Pemuaian dan Jenisnya

Contoh soal 2

Tongkat dari besi pada suhu 0°C panjangnya 100 cm, jika koefisien muai panjang besi 0,000012/°C, panjang tongkat pada suhu 100°C adalah ....

A. 100,0012 cm
B. 100,012 cm
C. 100,12 cm
D. 101,2 cm

Jawab:

Diketahui:

• To = 0°C (suhu awal tongkat)
• Lo = 100 cm (panjang awal tongkat)
• α = 0,000012/°C (koefisien muai panjang besi)
• T1 = 100°C (suhu akhir tongkat)

Ditanya:

• Panjang akhir tongkat pada suhu 100'C (T1) = ...?

Pembahasan:

Terlebih dulu kita tentukan berapa perubahan panjang tongkat besi:

ΔL = Lo . α . ΔT

= 100 cm . 0,000012/°C . (100-0)°C
= 100 cm . 0,000012/°C . 100°C
= 0,12 cm

Maka panjang total tongkat besi adalah:

L1 = Lo + ΔL
= 100 cm + 0,12 cm
= 100,12 cm. Jawaban (C)

Baca juga: Pengertian dan Rumus Pemuaian Panjang, Pemuaian Luas, dan Pemuaian Volume pada Zat Padat