KOMPAS.com - Suatu benda yang dipanaskan akan terjadi pemuaian.
Pemuaian adalah perubahan ukuran suatu benda, baik panjang, luas, atau volume beda akibat kenaikan suhu. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas.
Dalam keseharian, peristiwa pemuaian umum terjadi pada kaca atau logam. Logam yang paling cepat memuai, memiliki koefisien muai (α) panjang paling besar.
Ada dua jenis tipe soal dalam pemuaian yakni menghitung luas pemuaian dan panjang pemuaian suatu logam.
Baca juga: Perpindahan Kalor pada Air yang Dipanaskan dalam Panci Aluminium
Perlu diingat, besar koefisien muai luas yang dimiliki suatu bahan adalah dua kali besar koefisien muai panjangnya atau β = 2α
Berikut contoh soal fisika yang berkaitan dengan menghitung luas pemuaian pada logam:
Contoh soal 1
Sebuah pelat logam berbentuk persegi panjang berukuran 15 cm x 10 cm terbuat dari perunggu (koefisien muai panjang alfa = ) dipanaskan dari 0 derajat C sampai 80 derajat C. Pertambahan luas pelat tersebut adalah....
Jawab:Diketahui:
Ukuran logam = 15 cm x 10 cm
α =
ΔT = 80°C - 0°C = 80°C
Ditanya:
ΔA = ....?
Penyelesaian:
Cari luas pelat logam perunggu persegi panjang
A = p x l
A = 15 cm x 10 cm
A = 150 cm²
Karena pada pilihan jawaban disediakan satuan luas cm², maka satuan luas pelat tidak diubah. Namun, tidak jarang ada luas pelat yang memiliki satuan m².
Setelah mengetahui luas pelat logam perunggu persegi pajang, kemudian cari pertambahan luas pelat:
ΔA = A • β • ΔT
ΔA = 150 • 2 () • 80
ΔA = 150 • 3,6 x /°C • 80
ΔA = 43.200 x cm²
ΔA = 4,32 x cm²
Jadi, pertambahan luas pelat perunggu tersebut adalah 4,32 x cm².
Baca juga: Jenis-jenis Perpindahan Panas Atau Kalor
Contoh soal 2
Pertambahan luas pelat alumunium yang berbentuk persegi adalah 1,35 cm² atau 0,000135 m². Pelat tersebut berbentuk persegi yang luasnya dapat dihitung menggunakan rumus luas persegi. (A = s²).
Ketika dipanaskan, pelat tersebut akan bertambah luas. Pertambahan luas tersebut dapat dihitung dengan menggunakan konsep pemuaian luas.
Jawaban:
Diketahui:
s = 25 cm = 0,25 m
ΔT = 120°C - 30°C = 90°C
α = 1,2 x /°C
Ditanya:
ΔA = ...?
Penyelesaian:
Cari luas pelat alumunium persegi
A = s²
A = 0,25²
A = 0,0625 m²
A = 625 cm²
Baca juga: Pengertian Kalor dan Perubahannya
Cari pertambahan luas pelat
ΔA = A • β • ΔT
ΔA = A • 2α • ΔT
ΔA = 0,0625 • 2 • 1,2 x • 90
ΔA = 0,0625 • 2,4 x • 90
ΔA = 0,000135 m²
ΔA = 1,35 cm²
Jadi, pertambahan luas pelat perunggu tersebut adalah 1,35 cm².
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.