Hargabelanja.com – Kumpulan contoh soal pemuaian zat padat dan pembahasan lengkapnya. Setiap zat padat mampu mengalami pemuaian menjadi beberapa jenis. Untuk besaran pemuaiannya sendiri tergantung kenaikan suhu, ukuran benda hingga jenis zatnya. Ketika suatu zat dipanaskan, maka molekul akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar. Sehingga membuat jarak antara molekul benda menadi lebih besar dan terjalilah pemuaian.
Contoh Soal Pemuaian Zat Padat dan Pembahasannya
1. Pernyataan di bawah ini yang sesuai dengan konsep pemuaian panjang suatu batang adalah ….
- Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding lurus dengan panjang batang mula-mula.
- Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding lurus dengan kenaikan suhu
- Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding terbalik dengan kenaikan suhu
- Pertambahan panjang batang tidak bergantung pada jenis batang
Pembahasan:
Sebagian besar benda akan mengalami pemuaian ketika dipanaskan. Kemudian akan mengalami penyusutan ketika didinginkan. Pemuaian panjang merupakan peristiwa sebuah benda yang mengalami perpanjangan karena suhunya naik. Untuk pertambahan panjang bendanya sendiri dirumuskan dengan :
Δl = lo α ΔT
Dengan : Δl = pertambahan panjang ΔT = perubahan atau kenaikan suhu lo = panjang mula-mula α = koefisien muai panjang (bergantung pada jenis benda)
Dengan demikian jelas diketahui baha pertambahan panjang batang berbanding lurus dengan panjang mula-mula dan berbanding lurus kenaikan suhunya.
2. Ketika suhu 25 oC, panjang suatu batang yakni 8 meter. Pada saat suhunya dinaikan menjadi 3 kali dari suhu awalnya, koefisien mulai batang yakni 14 x 10-6 /oC. Setelah itu, berapa panjang batang tersebut…..
Pembahasan :
Dik : To = 25 oC; lo = 8 m, T = 3(25 oC) = 75 oC; ΔT = 50 oC.
Berdasarkan rumus pemuaian :
- ⇒ Δl = lo α ΔT
- ⇒ Δl = 8.(14 x 10-6) (50) ⇒ Δl = 56 x 10-4
- ⇒ Δl = 0,0056 mMaka panjang batang menjadi :
- ⇒ l = lo + Δl
- ⇒ l = 8 + 0,0056
- ⇒ l = 8,0056 m.
Soal Pemuaian Zat Padat dan Pembahasannya
3. Sebuah logam pada mulanya memiliki panjang 20 cm. Kemudian menerima kalor dan suhunya naik sebesar 40 derajat. Jika koefisien muai panjang logam tersebut adalah 0,001/oC Maka berapa panjang logam tersebut setelah suhunya naik?
Pembahasan
L = Lo (1 + α.ΔT)
L = 0,2. (1+0,001.40)
L = 0,2. (1+0,04)
L = 0,2.1,04 = 0,208 m
4. Ada sebuah logam yang awalnya memiliki panjang 20 cm. Setelah mendapatkan kalor dan suhunya naik sebsar 40 derajat. Ketika koefisien mulai panjang logam tersebut 0,001/oC, maka berapa panjang logam setelah suhunya naik ?
Jawab :
- ΔA = Ao.β.ΔT
- ΔA = Ao.2α.ΔT
- ΔA = 1.2.0,001.50 = 0,1 m2
5. Ada sebuah lempeng logam yang awalnya memiliki luas 100 cm2. Kemudian menerima kalor sehingga mengalami kenaikan suhu 50oC. Jika koefisien mulai panjang lempeng logam tersebut 0,001/oC, maka pertumbuhan luas logam lempeng tersebut berapa ?
Jawab
- ΔA = Ao.β.ΔT
- ΔA = Ao.2α.ΔT
- ΔA = 1.2.0,001.50 = 0,1 m2
6. Sebatang baja bersuhu 20oC memiliki panjang 40 cm. Koefisien muai panjang baja 10-5 oC-1. Pertambahan panjang baja pada suhu 70oC adalah…..
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan suhu (ΔL) = 70oC – 20oC = 50oC
Panjangawal (L1) = 40 cm
Koefisien muai panjang baja (a) = 10-5 oC-1Ditanya:Pertambahan panjang (AL)
Jawab :
Pertambahan panjang (ΔL)
ΔL=a1.167
ΔL = (10.5 oC-1)(40 cm)(50oC)
ΔL= (10-5)(2 x 103)cm
ΔL=2×10.2cm
ΔL=2/102cm AL=2/100cm
ΔL = 0,02 cm
Kumpulan Soal Pemuaian Zat Padat dan Pembahasannya
7. Luas Sebuah plat aluminium yang berbentuk persegi mempunyai sisi 10 cm dan suhu 30 °C. Kemudian, plat tersebut dipanaskanhingga mencapai suhu 80 °C. Jika, koefisien muai panjang aluminium 0,0000255 °C-1, tentukanlah pertambahan luasnya!
Jawab:
Luas mula-mula (A0) = (10 cm)2= 100 cm2
Kenaikan suhu (ΔT) = 80 °C – 30 °C= 50 °C
Koefisien muai luas (β) = 2.(0,0000255 °C-1)= 0,00005 °C-1
ΔA = A0 ⋅ β ⋅
ΔΤ= (100 cm2) × (0,000051°C-1) × (50 °C)= 0,255 cm2
Jadi, pertambahan luas aluminium tersebut adalah 0,255 cm2.
8. Tentukan pertambahan panjang baja jika koefisien panjangnya 0,000011 yang dipanaskan dengan suhu 10’C sampai 25’C, sedangkan panjangnya 25 cm
Diketahui = Lo = 25 m
Δt = 25 – 10 = 15’C
α = 0,000011/’C
Ditanya = ΔL..?
Jawab = ΔL = Lo . α . Δt
= 25 x 0,000011 x 15
= 0,004125 m
Itulah beberapa contoh soal pemuaian zat padat dan pembasannya. Dengan informasi ini diharapkan sobat bisa memahami mengenai pemuaian pada zat padat.
