Pada pembelajaran fisika sebelumnya, telah dibahas secara lengkap tentang latihan soal beserta pembahasan "Pemuaian Panjang, Luas dan Volume". Anda dapat menemukan tutorial tersebut dengan judul
Pembahasan Soal Pemuaian Panjang, Luas Dan Volume.
Pemuaian
Yang dimaksud dengan Pemuaian adalah suatu proses perubahan ukuran benda yang diakibatkan oleh terpaparnya kalor atau panas pada benda tersebut. Perubahan ukuran benda akibat terpapar kalor dapat menyebabkan benda tersebut bertambah panjang, lebar, luas ataupun volumenya berubah.
Pemuaian Volume
Pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor.pemuaian volume terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang lebar,dan tebal.contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus,air,dan udara.
Apakah yang dimaksud koefisien muai volume ?
Koefisien Muai Ruang (Muai Volume) Yaitu angka yang menunjukkan pertambahan volume untuk tiap 1 m³ bahan yang mengalami kenaikan suhu 10°C
Rumus Pemuaian Volume Gas
Vt = Vo(1 + γ(t2 - t1))
Karena, γ =
1
273
Sehingga rumusnya dapat ditulis menjadi
Vt = Vo(1 +
t2 - t1
273
)
Vt = Vo(1 +
∆T
273
)
Keterangan
- Vt adalah volume benda setelah memuai (m3)
- Vo adalah volume benda mula-mula (m3)
- t2 adalah suhu akhir (°C )
- t1 adalah suhu mula-mula (°C )
- γ adalah koefisien muai volume ( /°C )
- ∆V adalah pertambahan volume ( m3 )
- ∆T adalah kenaikan suhu (°C )
Contoh Soal Muai Volume
Soal No.1Sebuah bola pejal yang terbuat dari aluminium memiliki volume sebesar 30 cm3 pada suhu 30°C. Pada suhu berapa volume bola tersebut menjadi 30,5 cm3 jika koefisien muai panjangnya 24 x 10-6 /°C ?
Pembahasan
Suhu awal (t1) = 30°C
Volume awal (Vo) = 30 cm3
Volume akhir (Vt) = 30,5 cm3
Koefisien muai panjang (α) = 24 x 10-6 /°C
Koefisien muai volume (γ) = 3 α = 3 x 24 x 10-6 /°C = 72 x 10-6 /°C
Perubahan volume (ΔV) = 30,5 – 30 = 0,5 cm3
ΔV = γ (Vo)(ΔT)
ΔV = γ (Vo)(t2 – t1)
0,5 = (72 x 10-6) . (30) . (t2 – 30)
0,5 = (2160 x 10-6) . (t2 – 30)
0,5 = (2,160 x 10-3) . (t2 – 30)
0,23 x 103 = t2 – 30
0,23 x 1000 = t2 – 30
230 = t2 – 30
230 + 30 = t2
t2 = 260°C
Jadi suhu yang menyebabkan volume bola pejal aluminium menjadi 30,5 cm3 adalah 260°C
Volume awal (Vo) = 30 cm3
Volume akhir (Vt) = 30,5 cm3
Koefisien muai panjang (α) = 24 x 10-6 /°C
Koefisien muai volume (γ) = 3 α = 3 x 24 x 10-6 /°C = 72 x 10-6 /°C
Perubahan volume (ΔV) = 30,5 – 30 = 0,5 cm3
ΔV = γ (Vo)(ΔT)
ΔV = γ (Vo)(t2 – t1)
0,5 = (72 x 10-6) . (30) . (t2 – 30)
0,5 = (2160 x 10-6) . (t2 – 30)
0,5 = (2,160 x 10-3) . (t2 – 30)
0,5
2,160 x 10-3
= t2 – 30 0,23 x 103 = t2 – 30
0,23 x 1000 = t2 – 30
230 = t2 – 30
230 + 30 = t2
t2 = 260°C
Jadi suhu yang menyebabkan volume bola pejal aluminium menjadi 30,5 cm3 adalah 260°C
Soal No.2
Jika pada suhu 10°C suatu ruangan berisi gas dengan volume 75 cm3. Hitunglah volume gas sekarang jika dinaikkan suhunya menjadi 50°C ?
Pembahasan
Suhu awal (t1) = 10°C
Suhu akhir (t2) = 50°C
Volume awal (Vo) = 75 cm3
Koefisien muai volume (γ) = 273 /°C
Vt = Vo(1 +
Vt = 75(1 +
Vt = 85,989 cm3
Jadi volume gas sekarang adalah 85,989 cm3
Suhu akhir (t2) = 50°C
Volume awal (Vo) = 75 cm3
Koefisien muai volume (γ) = 273 /°C
Vt = Vo(1 +
t2 - t1
273
)
Vt = 75(1 +
50 - 10
273
)
Vt = 85,989 cm3
Jadi volume gas sekarang adalah 85,989 cm3