Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya

Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya 

Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya. Salah satu jenis pemuaian zat padat adalah pemuaian volume atau disebut juga pemuaian ruang.

Apabila zat padat yang dipanaskan berbentuk bangun ruang, seperti bola, kubus, atau balok, maka bangun ruang tersebut mengalami pemuaian yang disebut pemuaian volume.

Pemuaian Volume Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya

Pada muai volume zat padat, pemuaiannya dianggap kesemua arah. Pemuaian volume dapat juga diartikan sebagai pertambahan panjang suatu objek padat tiga dimensi.

Dengan demikian, koefisien muai volume benda sama dengan tiga kali koefisien muai panjang (γ = 3α).

Suatu benda dengan volume awalnya Vo jika dipanaskan, maka benda tersebut akan memuai dan mengalami pertambahan volume sebesar ΔV.

Hubungannya antara volume benda, pertambahan volume, kenaikan suhu, dan koefisien muai volume dapat dirumuskan sebagai berikut.

ΔV = Vo.γ.ΔT

Vt= Vo + ΔV

Vt= Vo(1+γ.ΔT)

Keterangan :

ΔV = Pertambahan volume (m3)

Vo = Volume awal (m3)

Vt = Volume akhir (m3)

ΔT = Kenaikan suhu (°C)

γ = Koefisien muai volume (/oC) ( (dibaca gamma)

Contoh Soal Pemuaian Volume (1)

Sebuah kubus dengan panjang sisi 10 cm diberi kalor, sehingga suhunya naik dari 30oC mejadi 80oC. Hitunglah pertambahan volume dan volume akhir kubus tersebut? (koefisien muai panjang kubus 0,001/oC)

Penyelesaian :

Diketahui

s = 10 cm3

Vo = s3 = 103 cm3 = 1000 cm3

ΔT = (80 – 50)°C = 30 °C

γ = 0,001/oC

Ditanyakan : ΔV = …. ?

Jawab :

ΔV = Vo.γ.ΔT

ΔV = (1000) x (3 x 0,001) x 30

ΔV = 150 cm3

V = Vo + ΔV

V = (1000 + 50) cm3

V = 1.050 cm3

Jadi pertambahan panjang kubus adalah 150 cm3 dan volume akhirnya menjadi sebesar 1.050 cm3.

Contoh Soal Pemuaian Volume (2)

Sebuah bejana tembaga dengan volum 200 cm3 diisi penuh dengan air pada suhu 30°C. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya mencapai 80°C. Jika koefesien muai panjang tembaga 1,8 × 10-5/°C dan koefesien muai volume air 4,4 × 10-4/°C, berapa volum air yang tumpah saat itu?

Penyelesaian

Diketahui:

Vo tembaga = Vo air = 200 cm3

To = 30°C

T = 80°C

α tembaga = 1,8 × 10-5/°C

γ air = 4,4 × 10-4/°C

Ditanya: V air yang tumpah = …?

Jawab:

Untuk tembaga

γ = 3.α

γ = 3.1,8 × 10-5/°C

γ = 5,4 × 10-5/°C

Δt = T – To

Δt = 80°C – 30°C

Δt = 50°C

Vt = Vo (1 + γ . ΔT)

Vt = 200 (1 + 5,4 × 10-5 . 50)

Vt = 200,54 cm3

Untuk air

Vt = Vo (1 + γ . ΔT)

Vt = 200 (1 + 4,4 × 10-4 . 50)

Vt = 204,40 cm3

Volume air yang tumpah (Vt) setelah pemanasan :

Vt = V air – V tembaga

Vt = 204,40 – 200,54

Vt = 3,86 cm3

Jadi volume air yang tumpah sebanyak 3,86 cm3

Berbagi :