Pemuaianpanjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Rumus muai panjang adalah sebagai berikut ® Contoh Soal. a. Suatu batang logam pada suhu 10°C memiliki panjang 100 cm. Tentukan panjang tersebut pada suhu 300°C Semakinbesarnya jarak antar partikel direpresentasikan oleh adanya pertambahan ukuran zat padat, baik itu pertambahan panjang, luas, ataupun volume. a Pemuaian Panjang Sebuah benda atau zat padat yang berbentuk batang tipis (seperti kawat logam yang berdiameter kecil) ketika dipanaskan akan mengalami perubahan panjang ke arah panjangnya Jadi besar koefisien muai panjang tembaga adalah 0,0000017 / oC . Kesimpulan Koefisien muai panjang adalah perbandingan pertambahan panjang benda dari panjangnya semula setiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu, dirumuskan α = ΔL / L0 . ΔT . Gimana adik-adik, udah paham kan materi koefisien muai panjang di atas? Jangan lupa lagi yah. ContohSoal Pemuaian Panjang: 1 . Besi panjangnya 1 meter, mula-mula suhunya 20°C dipanaskan hingga suhunya mencapai 120°C. Apabila koefisien muai panjangnya 11 x 10pangkat-6/°C. Hitunglah: a. Pertambahan panjangnya. b. Panjang setelah dipanaskan Diketahui: Lo = 1 m Δt = 1200 - 200 = 100°C a = 11 x 10 -6/°C Ditanya: a. ΔL b. Lt Jawab: a. Besarnyapemuaian panjang sebuah batang adalah 1) sebanding dengan panjang batang semula 2) sebanding dengan kenaikan suhu 3) tidak ditentukan oleh jenis bendanya Pernyataan di atas yang benar adalah a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 2 c. 1 dan 3 d. 3 saja e. 2 dan 3 cara membuat otak otak ikan tenggiri bakar. Koefisien muai panjang α adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda tiap satu satuan panjang saat terjadi kenaikan suhu 1 oC, dirumuskan dengan α = ΔL / L0 . ΔT, di mana ΔL adalah pertambahan panjang benda m, L0 adalah panjang semula m, dan ΔT adalah perubahan suhu oC. Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang salah satu variabel yang terkait dengan pemuaian panjang, yaitu koefisien muai panjang. Di materi sebelumnya, kita telah menuntaskan garis besar pembahasan tentang pemuaian. Di mana, dijelaskan bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi pemuaian adalah perubahan suhu. Akan tetapi, besarnya pemuaian tidak hanya bergantung pada perubahan suhu, namun dipengaruhi juga oleh 2 faktor lainnya, yakni ukuran awal benda dan koefisien muai. Khusus untuk pemuaian panjang, artinya dipengaruhi oleh panjang awal benda dan koefisien muai panjang benda. Lantas, apa sih hakikat koefisien muai panjang itu? Bagaimana cara menentukannya? Semuanya akan kita bahas dalam materi ini lengkap dengan rumus, contoh soal, dan jawabannya. Daftar Isi 1Pengertian Koefisien Muai Panjang 2Simbol dan Satuan Koefisien Muai Panjang 3Tabel Koefisien Muai Panjang 4Rumus Koefisien Muai Panjang 5Contoh Soal Koefisien Muai Panjang 6Kesimpulan Baiklah, kita mulai saja pembahasannya... Pengertian Koefisien Muai Panjang Apa yang dimaksud dengan koefisien muai panjang? Dalam ilmu fisika, koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda tiap satu satuan panjang saat terjadi kenaikan suhu 1 oC, disebut juga dengan koefisien muai linier. Berdasarkan definisi di atas, kita bisa tahu bahwa koefisien muai panjang itu terdiri dari bilangan atau angka. Besar angkanya bisa berbeda-beda untuk setiap benda. Mengapa berbeda-beda? Sebab, koefisien muai panjang zat padat itu bergantung pada jenis benda atau jenis bahan. Dengan kata lain, koefisien muai panjang merupakan salah satu karakteristik khusus suatu bahan dalam merespon terjadinya kenaikan suhu. Karena itu pula, masing-masing jenis bahan bisa memiliki nilai koefisien muai panjang yang berbeda. Sebagai contoh, nilai koefisien muai panjang bahan tembaga berbeda dengan nilai koefisien muai panjang besi atau baja. Simbol dan Satuan Koefisien Muai Panjang Koefisien muai panjang disimbolkan atau dilambangkan dengan huruf Yunani α, dibaca "alfa". Sementara itu, satuannya menurut Sistem Satuan Internasional SI adalah /oC. Tabel Koefisien Muai Panjang Berikut ini adalah tabel nilai koefisien muai panjang dari berbagai jenis bahan Jenis Bahan Koefisien Muai Panjang /oC Kaca pyrex 0,000003 Platina 0,0000089 Kaca 0,000009 Baja 0,000011 Besi 0,000012 Tembaga 0,0000167 Kuningan 0,000019 Aluminium 0,000025 Seng 0,000026 Rumus Koefisien Muai Panjang Koefisien muai panjang adalah perbandingan pertambahan panjang benda dari panjangnya semula setiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu, dirumuskan α = ΔL/L0 . ΔT di mana, ΔL = Lt - L0 dan ΔT = T - T0 Keterangan α = koefisien muai panjang /oC ΔL = pertambahan panjang benda m ΔT = perubahan suhu oC Lt = panjang benda setelah dipanaskan m L0 = panjang benda mula-mula m T = suhu benda setelah dipanaskan oC T0 = suhu benda mula-mula oC Contoh Soal Koefisien Muai Panjang Berikut ini adalah beberapa contoh soal mencari nilai koefisien muai panjang beserta jawabannya Contoh Soal 1 Sebuah kawat sepanjang 50 cm dengan suhu mula-mula 20 oC. Ternyata, setelah dipanaskan sampai suhu 120 oC panjangnya menjadi 50,075 cm. Berapakah koefisien muai panjang kawat tersebut? Jawaban Diketahui L0 = 50 cm T0 = 20 oC T = 120 oC Lt = 50,075 cm ΔL = 50,075 - 50 = 0,075 cm ΔT = 120 - 20 = 100 oC Ditanyakan α....? Penyelesaian α = ΔL / L0 . ΔT = 0,075/50 . 100 = 0,075/ = 0,000015 /oC Jadi, besar koefisien muai panjang kawat tersebut adalah 0,000015 /oC. Contoh Soal 2 Batang tembaga panjangnya 2 meter dinaikkan suhunya sampai 50 oC membuat panjang tembaga sekarang menjadi 2,00017 meter. Berapakah koefisien muai panjang tembaga? Jawaban Diketahui L0 = 2 m ΔT = 50 oC Lt = 2,00017 m ΔL = 2,00017 - 2 = 0,00017 Ditanyakan α....? Penyelesaian α = ΔL / L0 . ΔT = 0,00017/2 . 50 = 0,00017/100 = 0,0000017 /oC Jadi, besar koefisien muai panjang tembaga adalah 0,0000017 /oC. Kesimpulan Koefisien muai panjang adalah perbandingan pertambahan panjang benda dari panjangnya semula setiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu, dirumuskan α = ΔL/L0 . ΔT. Gimana adik-adik, udah paham kan materi koefisien muai panjang di atas? Jangan lupa lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat. A. Muai Panjang Pemuaian zat terjadi ke segala arah, sehingga panjang, luas, dan ukuran volume zat akan bertambah. Untuk zat padat yang bentuknya memanjang dan berdiameter kecil, sehingga panjang benda jauh lebih besar daripada diameter benda seperti kawat, pertambahan luas dan volume akibat pemuaian dapat diabaikan. Dengan demikian, hanya pertambahan ukuran panjang yang diperhatikan. Pemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat disebut muai panjang. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang zat padat adalah Musschenbroek. Gambar 2. Musschenbroek adalah alat untuk menyelidiki muai panjang zat Alat ini mengukur muai panjang zat berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi tetap, sehingga ujung yang lain dapat bergerak bebas, ujung yang bebas akan mendorong sebuah jarum yang menunjuk ke skala saat memuai. Besar pemuaian dapat dilihat dari skala yag ditunjuk jarum. Makin besar pemuaian, maka makin besar perputaran jarum pada skala. Gambar 3. Sebuah batang logam sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan Tiga batang logam yang dipanaskan Pertambahan panjang suatu zat secara fisis 1. Berbanding lurus dengan panjang mula-mula 2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu 3. Bergantung dari jenis zat Pertambahan panjang suatu zat secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan panjang, dalam satuan meter = panjang mula-mula, dalam satuan meter = koefisien muai panjang, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C Pertambahan panjang setiap zat berbeda-beda bergantung pada koefisien zat. Pertambahan panjang zat padat untuk kenaikan 1°C pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang . Tabel 1. Koefisien muai panjang beberapa zat padat Pemuaian yang terjadi pada zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, atau muai volume. Pemuaian juga bergantung dari jenis bahannya zat. Koefisien muai panjang aluminium jauh lebih besar daripada tembaga maupun besi sehingga pertambahan panjang yang terbesar terjadi pada aluminium Al, tembaga Cu, kemudian besi Fe. Itu artinya koefisien muai panjang Al > Cu > Fe. Perbandingan muai logam yang dipanaskan B. Muai Luas Pada logam yang berbentuk lempengan tipis berupa segiempat, segitiga, atau lingkaran, ukuran volume dapat diabaikan. Ketika lempengan tersebut mendapat pemanasan, maka dapat diamati hanya pemuaian luasnya saja. Dengan kata lain, zat padat tersebut mengalami muai luas. Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat terpasang sangat rapat pada bingkai. Benda yang mengalami muai luas akan menjadi lebih besar daripada semula. Pemuaian yang terjadi pada sebuah benda padat jika ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang dan lebarnya, maka yang terjadi adalah muai luas. Gambar 4. Sebuah kaca sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan Sebuah kaca dipanaskan dan diukur dengan Musschenbroek Pertambahan luas suatu zat bila dipanaskan akan 1. Berbanding lurus dengan luas mula-mula 2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu 3. Bergantung dari jenis zat Pertambahan luas yang terjadi apabila benda menerima panas, secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan luas, dalam satuan meter persegi m2 = luas mula-mula, dalam satuan meter persegi m2 = 2.= koefisien muai luas, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C C. Muai Volume Jika benda yang kita panaskan berbentuk balok, kubus, atau berbentuk benda pejal lainnya, muai volumlah yang harus kita perhatikan paling dominan. Sebuah kubus dipanaskan dan diukur dengan Musschenbroek Pertambahan volume suatu zat yang dipanaskan, secara fisis1. Berbanding lurus dengan volume mula-mula zat2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu zat3. Bergantung dari jenis bahan Pertambahan volume zat yang terjadi akibat panas, secara matematis dapat dituliskan Keterangan = pertambahan volume, dalam satuan m3 = volume mula-mula, dalam satuan m3 = 3.= koefisien muai volume, dalam satuan /°C = perubahan suhu, dalam satuan °C Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Pemuaian zat padat adalah peristiwa bertambah besarnya ukuran suatu benda padat, karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda padat suhu tersebut menyebabkan benda memperoleh tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat dari molekul-molekul zat padat akibat dipanaskan ini dapat menyebabkan zat padat memuai ke segala zat padat contohnya adalah pemuaian yang terjadi pada rel kereta api, pemuaian pada kabel listrik, dan pemuaian kaca semua zat padat akan memuai jika dipanaskan. Pemuaian zat padat meliputi pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian kesempatan kali ini, admin akan jelaskan salah satu jenis pemuaian zat padat, yaitu pemuaian Pemuaian PanjangPemuaian panjang adalah pertambahan panjang suatu benda akibat pengaruh suhu. Pemuaian panjang termasuk pemuaian satu menghindari pemuaian panjang pada benda, maka beberapa benda yang dibuat dengan memperhatikan prinsip pemuaian pemasangan kabel listrik yang dipasang yang dibuat lebih kendur untuk menghindari pemuaian pada siang hari. Karena radiasi sinar matahari, kabel listrik dapat memuai sehingga jika tidak dipasang kendur akan itu, contoh lainnya adalah celah pada sambungan rel kereta api. Besi pada sambungan rel kereta, diberi rongga untuk mencegah terjadinya tidak diberi rongga besi rel akan melengkung karena adanya pemuaian karena panas pemuaian panjang tergantung pada konstanta muai panjang zat dan nilai konstanta untuk tiap Pendeteksi Pemuaian PanjangAlat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah batang logam yang dipasang pada alat Musschenbroek dipanaskan, maka batang logam akan bertambah tetapi, pertambahan panjang batang logam yang satu dengan yang lain berbeda. Artinya, tingkat pemuaian logam-logam tersebut juga yang paling besar pemuaiannya akan mendorong jarum penunjuk hingga berputar paling jauh, sedangkan logam yang pemuaiannya paling kecil akan mendorong jarum penunjuk berputar paling digunakan batang logam aluminium, baja, dan besi maka logam aluminium memuai paling besar, sedangkan besi adalah logam yang memuainya paling ini adalah tabel koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat BahanKoefisien Muai Panjang/°C1Aluminium0,0000262Baja0,0000113Besi0,0000124Emas0,0000145Kaca0,0000096Kuningan0,0000187Tembaga0,0000178Platina0,0000099Timah0,0000310Seng0,00002911Pyrex0,00000312Perak0,00002Rumus Perhitungan Pemuaian PanjangPemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis sebuah batang mempunyai panjang mula-mula lo, koefisien muai panjang α, suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi lt dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan sebagai = lo + l Karena l = l1α×T, maka persamaan 1 menjadi seperti = lo1 + α × TKeteranganlo = panjang batang mula-mula mlt = panjang batang setelah dipanaskan ml = selisih panjang batang = lo– ltα = koefisien muai panjang /°CT1 = suhu batang mula-mula °CT2 = suhu batang setelah dipanaskan °CT = selisih suhu °C = T2– T1Contoh Soal Pemuaian Panjang Sebuah benda yang terbuat dari logam memiliki panjang 20 cm. Berapakah panjang akhir logam tersebut jika terjadi perubahan suhu sebesar 40°C? koefisien muai panjang logam 0,001 °C-1PenyelesaianDiketahui l0 = 20 cm = 0,2 mT = 40 °Cα = 0,001 °C-1Ditanya l = … ?Jawablt = lo1 + α × Tlt = 0,2. 1+0, = 0,2. 1+0,04lt = 0, = 0,208 m = 20,8 cmJadi, panjang akhir logam tersebut sebesar 20,8 juga Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh SoalnyaPemuaian Luas Zat Padat, Pengertian, dan Contoh SoalnyaPemuaian Zat Cair, Anomali Air, Rumus Perhitungan, dan Contoh SoalnyaContoh Penerapan Prinsip Pemuaian Dalam Kehidupan ulasan mengenai pemuaian panjang pada zat padat, pengertian, dan contoh soalnya. Terima kasih sudah berkunjung dan semoga bermanfaat. Daftar isiPengertian Pemuaian Zat PadatJenis-jenis Pemuaian Zat Padat1. Pemuaian Panjang2. Pemuaian Luas3. Pemuaian VolumeContoh Soal dan PembahasanPernahkah kita memerhatikan, mengapa ada jarak antar batang rel kerena api ? Alasannya adalah agar kedua batang rel tersebut memiliki ruang yang cukup untuk memuai ketika suhu mengalami tersebut merupakan salah satu jenis pemuaian yang dialami zat padat yaitu pemuaian panjang. Dengan demikian, apakah yang dimaksud dengan pemuaian zat padat?Yang dimaksud dengan pemuaian zat padat adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda padat karena kenaikan dibandingkan dengan zat cair maupun gas, kemampuan zat padat untuk memuai lebih Pemuaian Zat PadatAda tiga jenis pemuaian zat padat yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume yang masing-masing dapat dilihat dari perubahan panjang, luas, dan Pemuaian PanjangJika seutas kawat logam yang panjangnya ℓo dan bersuhu To dipanaskan sampai suhu T maka kawat logam itu akan memuai sehingga panjangnya menjadi ℓ. Perhatikan gambar gambar di atas, besarnya perubahan panjang Δℓ pada semua zat padat berbanding lurus dengan perubahan suhu benda ΔT dan panjang mula-mula ℓo.Secara matematis, besarnya perubahan panjang dituliskan sebagai α ℓo ΔTKeterangan α = koefisien muai linier atau koefisien muai panjang /°C Δℓ = perubahan panjang ℓo = panjang mula-mula ΔT = perubahan suhu °CAdapun panjang benda ketika dipanaskan dapat dirumuskan sebagai = ℓo 1 + α ΔT atau ℓ = ℓo [1 + α T - To]Keterangan ℓ = panjang benda saat dipanaskan m ℓo = panjang benda mula-mula m α = koefisien muai linier atau koefisien muai panjang /°C To = suhu mula-mula T = suhu akhir ΔT = perubahan suhu °C.Jika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka Δℓ = ℓ – ℓo juga negatif, berarti panjang benda memendek menyusut.2. Pemuaian LuasSelain mengalami pemuaian panjang, zat padat juga akan mengalami pemuaian luas jika dipanaskan. Perhatikan gambar sebuah keping logam dengan panjang ℓo dan luas Ao dipanaskan hingga suhunya naik sebesar ΔT maka setiap sisi keping logam tersebut akan memuai sebesar kata lain, muai luas terbentuk dari dua pemuaian yaitu pertambahan panjang dan pertambahan lebar. Karena itu, koefisien muai luas β sama dengan dua kali koefisien muai panjang atau β = panjang keping logam tersebut menjadi ℓo + Δℓ. Luas keping logam akan berubah menjadi ℓo + Δℓ2 .Secara matematis, besarnya perubahan luas dituliskan sebagai = β Ao ΔTKeterangan β = 2α = koefisien muai luas /°CΔA = perubahan luas m2Ao = luas mula-mula m2ΔT = perubahan suhu °CAdapun luas benda ketika dipanaskan dapat dirumuskan sebagai = Ao 1 + β ΔT atau A = Ao [1 + β T - To]Keterangan A = luas benda saat dipanaskan m2Ao = luas benda mula-mula m2β = 2α = koefisien muai luas /°CTo = suhu mula-mula °CT = suhu akhir °CΔT = perubahan suhu °CJika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka ΔA = A – Ao juga bernilai negatif atau luas benda Pemuaian VolumeJika suatu zat padat yang berbentuk tiga dimensi dipanaskan, zat padat tersebut akan mengalami muai volume yakni bertambahnya panjang, lebar, dan itu, koefisien muai volume γ sama dengan tiga kali koefisien muai panjang atau γ = matematis, perubahan volume akibat pemuaian dinyatakan sebagai = γ Vo ΔTKeterangan Vo= volume benda mula-mula m3γ = 3α = koefisien muai volume /°CΔV = perubahan volume m3ΔT = perubahan suhu °CAdapun volume benda saat dipanaskan adalah sebagai = Vo 1 + γ ΔT atau V = Vo [1 + γ T - To]Keterangan V = volume benda saat dipanaskan m3Vo = volume benda mula-mula m3γ = 3α = koefisien muai volume /°CTo = suhu mula-mula °CT = suhu akhir °CΔT = perubahan suhu °CJika perubahan suhu ΔT = T – To bernilai negatif, maka ΔV = V – Vo juga negatif, berarti volume benda Soal dan Pembahasan1. Panjang batang rel kereta api masing-masing 10 meter, dipasang pada suhu 20°C. Diharapkan pada suhu 30°C rel tersebut saling bersentuhan. Koefisien muai panjang batang rel kereta api 12 x 10-6/°C. Jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah … A. 3,6 mmB. 2,4 mmC. 1,2 mmD. 0,8 mmE. 0,6 mmPenyelesaian Diketahui ℓo = 10mTo = 20°CT = 30°Cα = 12 x 10-6/°CDitanya Δℓ = …Jawaban Δℓ = α ℓo ΔT = 12 x 10-61030°C - 20°C = 12 x 10-61010°C = 12 x 10-4 m = 12 x 10-1 mm = 1,2 mmKarena pertambahan panjang masing-masing batang adalah sama maka jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah dua kali pertambahan panjangnya atau 2 x Δℓ = 2 x 1,2 mm = 2,4 jarak antara kedua batang yang diperlukan pada suhu 20°C adalah 2,4 mm. Jawaban yang benar B. 2. Sekeping aluminium dengan panjang 40 cm dan lebar 30 cm dipanaskan dari 40°C sampai 140°C. Jika koefisien muai panjang aluminium tersebut α adalah 2,5 x 10-5/°C, tentukan luas keping aluminium setelah Diketahui p = 40 cm l =30 cm To = 40°C T = 140°Cα = 2,5 x 10-5/°CDitanya A = …Jawab Ao = p x l = 40 cm x 30 cm = cm2 β = 2α = 2 2,5 x 10-5/°C = 5 x 10-5/°C ΔT = 140°C - 40°C = 100°CLuas keping aluminium setelah dipanaskan adalah sebagai = Ao 1 +β ΔT = cm2 [1 + 5 x 10-5/°C x 100°C] = cmJadi, luas keping aluminium setelah dipanaskan adalah cm2. 3. Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25°C. Jika koefisien muai panjang bejana 2 x 10-5/°C, maka tentukan voume bejana pada suhu 75° Diketahui α = 2 x 10-5/°Cγ = 3α = 3 2 x 10-5/°C = 6 x 10-5/°CTo = 25°CT = 75°C ΔT = 75°C - 25°C = 50°CV1 = 1 literDitanyakan V2 = …Jawab V2 = V1 [1 + γ ΔT] = 1 [1 + 6 x 10-5/°C x 50°C] = 1 + 0,003 = 1,003 literJadi, volume bejana setelah dipanaskan adalah 1,003 liter. Kita telah membahas pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan wujud zat. Saat benda dipanaskan, gerakan molekul-molekul dalam benda akan semakin cepat. Akibatnya, pergeseran molekul semakin besar, sehingga terjadi peristiwa yang disebut Pemuaian. Suatu zat, baik padat, cair, dan gas akan memuai apabila dipanaskan. Pemuaian suatu zat bergantung pada beberapa faktor, yaitu ukuran awal benda, kenaikan suhu, dan jenis benda. Sementara itu, suatu zat/benda dapat mengalami pelbagai jenis pemuaian. Pemuaian zat/benda itu meliputi pemuaian panjang, luas, maupun pemuaian ruang volume. Banyak peralatan yang menerapkan konsep pemuaian dalam mekanisme kerjanya. Misalnya saja, termometer bimetal, lampu sen mobil, atau juga plat pada setrika listrik. Kesemuanya bekerja berdasarkan pemuaian antara dua keping logam yang berbeda koefisien muainya. Apabila zat padat dipanaskan, ia akan memuai ke segala arah. Pemuaian ini akan mempengaruhi panjang, luas, maupun volume dari zat tersebut. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari pengertian muai panjang, rumus koefisien muai panjang, beserta contoh soal dan pembahasannya lengkap. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Pengertian Pemuaian Panjang dan Rumusnya Pernahkah kalian melihat sambungan rel kereta api? Sambungan rel kereta api dibuat agak longgar, tidak rapat. Ini bertujuan untuk mengantisipasi adanya pemuaian panjang. Pemuaian panjang hanya terjadi pada benda padat dan tidak terjadi pada benda cair ataupun gas. Jika sebuah kawat logam dipanaskan, dapat dipastikan akan mengalami pemuaian panjang. Nah, peristiwa ini merupakan contoh pemuaian panjang atau pemuaian linear. Muai panjang didefinisikan sebagai pertambahan panjang benda yang panjangnya satu satuan panjang m dengan kenaikan suhu satu satuan suhu. Sementara itu, bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda yang memuai per panjang mula-mula per kenaikan suhu disebut koefisien muai panjang α. Kita dapat menuliskan persamaan koefisien muai panjang sebagai berikut. α = l …………..…. Pers. 1 l0T Persamaan 1 dapat juga ditulis sebagai berikut. α = l – l0 ………. Pers. 2 l0T – T0 Keterangan α = koefisien muai panjang /oC atau /K l = panjang benda setelah dipanaskan m l0 = panjang benda mula-mula m T = suhu setelah dipanaskan oC atau K T0 = suhu awal oC atau K Skema pemuaian panjang pada suatu benda diilustrasikan pada gambar berikut ini. Berdasarkan persamaan 2 di atas, panjang suatu benda/zat setelah dipanaskan dapat dihitung dengan persamaan berikut. l = l01 + αT ………… Pers. 3 Koefisien muai panjang pada beberapa bahan yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari dapat kalian lihat pada tabel berikut ini. Tabel Koefisien Muai Panjang Berbagai Zat Bahan α K-1 Aluminium 2,4 × 10-5 Baja murni 1,0 × 10-5 Besi 1,2 × 10-5 Emas 1,4 × 10-5 Tembaga 1,7 × 10-5 Kuningan 2,1 × 10-5 Seng 3,0 × 10-5 Perak 1,0 × 10-5 Contoh Soal dan Pembahasan Untuk membantu kalian dalam menggunaan persamaan pemuaian panjang di atas, perhatikan beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini. 1. Pada suhu 0oC suatu logam mempunyai panjang 75 cm. Setelah dipanasi hingga shu 100oC, panjangnya menjadi 75,09 cm. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut? Penyelesaian Diketahui l = 75,09 cm = 0,7509 m l0 = 75 cm = 0,75 m T = 100oC T0 = 0oC Ditanyakan α = …? Jawab Untuk mencari koefisien muai panjang logam tersebut, gunakan persamaan 2, yaitu sebagai berikut. α = 0,7509 – 0,75 0,75100 – 0 α = 1,2 × 10-5/oC Jadi, koefisien muai panjang tembaga tersebut adalah 1,2 × 10-5/oC. 2. Sebatang pipa besi pada suhu 20oC mempunyai panjang 200 cm. Apabila pipa besi tersebut dipanasi hingga 100oC dan koefisien muai panjangnya 1,2 × 10-5/oC, hitunglah pertambahan panjang pipa besi tersebut. Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC l0 = 200 cm = 2 m α = 1,2 × 10-5/oC Ditanyakan l = …? Jawab Untuk mencari pertambahan panjang besi, gunakan persamaan 1, yaitu sebagai berikut. l = α l0T l = 1,2 × 10-5 × 2 × 100 – 200 l = 1,92 × 10-3 m Jadi, pertambahan panjang pipa besi tersebut adalah 1,92 mm. 3. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C? Penyelesaian Diketahui l0 = 1000 cm T = 50 °C α = 1,0 × 10-5 °C-1 lihat di tabel koefisien muai panjang Ditanyakan l = ...? Jawab l = l01 + αT l = l0 + l0αT l – l0 = l0 + l0αT – l0 l = l0αT l = 1000 × 12 × 10-6 × 50 l = 60 cm Jadi, pertambahan panjang benda tersebut sebesar 60 cm. 4. Pada suhu 20oC, panjang kawat besi adalah 20 m. Berapakah panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC jika koefisien muai panjang besi 1,1 × 10-5/oC? Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC l0 = 20 m α = 1,1 × 10-5/oC Ditanyakan l = …? Jawab Untuk menghitung panjang kawat besi setelah dipanaskan, kita gunakan persamaan 3, yaitu sebagai berikut. l = l01 + αT l = 20[1 + {1,1 × 10-5100 – 20}] l = 20[1 + 1,1 × 10-5 × 80] l = 201 + 8,8 × 10-4 l = 201 + 0,00088 l = 201,00088 l = 20,0176 m Jadi, panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC adalah 20,0176 m. 5. Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. Apabila koefisien muai panjang kuningan adalah 19 × 10-6/K, tentukan pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10oC sampai 40oC? Penyelesaian Diketahui l0 = 1 m T = 40oC – 10oC = 30oC = 303 K α = 19 × 10-6/K Ditanyakan l = …? Jawab l = l0αT l = 1 × 19 × 10-6 × 303 l = 5,76 × 10-3 l = 0,00576 m Jadi, pertambahan panjang kuningan setelah temperaturnya naik menjadi 4oC adalah 5,76 mm. 6. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50oC ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60oC? Penyelesaian Diketahui l01 = 80 cm l02 = 50 cm T1 = 50oC T2 = 60oC l1 = 5 mm Ditanyakan l2 = …? Jawab Karena jenis bahan sama besi, maka α1 = α2 4000l2 = 5 × 3000 4000l2 = 15000 l2 = 15000/4000 l2 = 3,75 mm

besarnya pemuaian panjang sebuah batang adalah