Pengaruh suhu terhadap pemuaian zat yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

MATERI

A. ALAT YANG DIGUNAKAN UNTUK MENYELIDIKI PEMUAIAN ZAT

• Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat padat disebut muschenbroek. Dalam eksperimen yang dilakukan menunjukkan bahwa hampir semua benda padat apabila dipanaskan mengalami perubahan panjang, luas dan volume.

                                    Gambar : Muschenbroek

• Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat cair disebut labu didih. Sifat utama zat cair adalah menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. Oleh karena itu zat cair hanya memiliki muai volume saja.

                                               Gambar : Labu didih

• Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian gas disebut dilatometer.

Gambar : Dilatometer

B. PENERAPAN PEMUAIAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

     a. Pengelingan

• Menyambung dua pelat dengan menggunakan paku khusus dengan 
  proses khusus disebut mengeling.
• Pengelingan dapat dijumpai pada pembuatan badan kapal

     b.  Bimetal

• Bimetal adalah dua keping logam yang mempunyai koefisien muai panjang berbeda dikeling menjadi satu.  Pengelingan adalah menyatukan logam dengan paku logam. 
• Keping bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan, maka akan melengkung ke arah logam yang angka koefisien muai panjangnya lebih kecil. Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka koefisien muai panjangnya lebih besar. 
• Bimetal dimanfaatkan untuk membuat termostat. Termostat adalah alat yang berfungsi ganda sebagai saklar otomatis dan sebagai pengatur suhu. Beberapa alat yang memanfaatkan keping bimetal dalam termostat, antara lain: setrika listrik, almari es, bel listrik, alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven.

     c. Pemasangan roda logam pada  pedati dan kereta api

• Pelat logam dipanaskan terlebih dahulu kemudian dipasang pada roda kayu pedati atau kereta api. Setelah dingin maka roda logam tersebut akan menyusut sehingga terpasang sangat kuat pada roda kayu pedati maupun kereta api.

C. MASALAH YANG DITIMBULKAN OLEH PEMUAIAN DALAM  
     KEHIDUPAN SEHARI-HARI
     a. Penyambungan rel kereta api

• Pada sambungan dibuat agak renggang agar jika terjadi pemuaian rel kereta api tidak melengkung.

     b. Pemasangan kaca jendela

• Bingkai jendela dibuat sedikit lebih besar daripada ukuran sebenarnya. Hal ini dilakukan untuk memberi ruang kaca sehingga ketika terjadi pemuaian kaca tidak retak atau pecah.

     c. Penggunaan zat cair pada termometer 

• Cairan pada termometer menggunakan zat cair yang sangat peka terhadap perubahan suhu, misalnya : alkohol dan raksa

     d. Pemasangan kabel listrik yang berada di sepanjang jalan raya

• Pemasangan kawat telepon atau kawat listrik dibiarkan kendor saat pemasangannya pada siang hari. Hal ini dilakukan dengan maksud, pada waktu malam hari kawat telepon atau listrik mengalami penyusutan sehingga kawat tersebut tidak putus.

     e. Celah pemuaian pada sambungan jembatan

• Sering kamu jumpai sambungan antara dua jembatan beton terdapat celah di antaranya. Hal ini bertujuan agar jembatan tersebut tidak melengkung saat terjadi pemuaian.

     f. Gelas yang diisi air panas secara tiba-tiba bisa pecah

• Hal ini terjadi karena gelas bagian dalam sudah memuai, sedangkan gelas bagian luar belum memuai. Akibatnya gelas tersebut pecah.

PREDIKSI SOAL UN IPA SMP/MTS 2012

1.   Perhatikan gambar bimetal pada suhu 26ºC berikut ini !

 Ketika bimetal tersebut dinaikkan suhunya menjadi 50 ºC, peristiwa  
 yang terjadi sebagai berikut :

No	Bimetal membengkok	karena koefisian muai panjang logam (a)
1.	ke arah logam (a)	lebih besar dari koefisian muai panjang logam (b)
2.	ke arah logam (b)	lebih besar dari koefisian muai panjang logam (b)
3.	ke arah logam (a)	lebih kecil dari koefisian muai panjang logam (b)
4.	ke arah logam (b)	lebih kecil dari koefisian muai panjang logam (b)

  Arah membengkok dan alasan yang benar ditunjukkan oleh nomor....

  A.    (1) dan (2)      

  B.     (1) dan (4)

  C.  (2) dan (3)

  D.    (3) dan (4)

2.     Di pagi hari yang sejuk, ibu membuat kopi tanpa gula. Kemudian            

      dituangkannya air mendidih ke dalam gelas yang berisi kopi tersebut. Tiba-tiba gelas pecah seperti pada gambar disamping ini.

Hal ini disebabkan, oleh ….

A.    kalor jenis gelas bagian dalam dan bagian luarnya menjadi tidak 

      seimbang

B.    daya serap kalor oleh dinding gelas bagian dalam lebih besar dari pada oleh bagian luarnya

C.   dinding gelas bagian dalam sudah memuai sedangkan dinding gelas bagian luar belum memuai

D.   tekanan air panas dan tekanan udara pada dinding gelas bagian dalam dan luar menjadi tidak seimbang

3.  Kadang – kadang kita mendapat kesulitan untuk membuka tutup botol 
     logam pada sebuah botol kosong. Agar tutup botol tersebut dengan  
     mudah dibuka, cara yang harus dilakukan adalah memasukkan botol  
     ke dalam….

1. air panas, agar udara dalam botol memuai
2. air dingin, agar udara dalam botol menyusut
3. air panas, agar tutup botol memuai
4. air dingin, agar mulut botol menyusut

4.  Pada suatu ketika ibu kesulitan memisahkan 2 buah gelas yang 
     tersusun menjadi satu seperti gambar berikut ini.

    

Langkah yang harus dilakukan adalah ....

A. menuangkan air panas pada gelas yang di dalam
B. merendam air panas pada gelas yang di luar
C. merendam  kedua gelas pada air panas
D. memasukkan kedua gelas ke lemari pendingin

5.  Pemasangan kabel listrik di jalan raya dibuat agak longgar.                                        

   

     Cara ini mempunyai tujuan untuk menghindari ….

     A.    kawat listrik tidak putus ketika dialiri arus listrik

     B.     kawat tidak memuai bila kena panas matahari

     C.     kawat tidak mudah putus di malam hari ketika suhu dingin

     D.    memberi toleransi pemuaian pada waktu siang dan malam

6.  Pemuaian zat cair lebih besar dari zat padat. Pernyataan ini dapat

     ditunjukkan pada peristiwa ….

      A. penguapan air laut oleh panas matahari

      B. es yang berada dalam gelas berisi penuh air ternyata es mencair

          seluruhnya tidak ada yang tumpah

     C. gelas yang berisi es, ternyata permukaan luar gelas basah

     D. panci yang berisi air penuh, ternyata airnya dapat tumpah ketika

          sedang mendidih

7.  Berikut adalah manfaat pemuaian dalam kehidupan sehari-hari,

     yaitu ….

     A. pemasangan kawat telepon

     B. pemasangan kaca jendela

     C. pemasangan bingkai roda logam pada pedati dan kereta api

     D. sambungan rel kereta api

8.  Pada suhu kamar, keadaan bimental seperti diagram 1. Ketika 
     dipanaskan bimental membengkok seperti ditunjukkan diagram 2. 

Hal ini dapat terjadi karena kedua logam memiliki perbedaan besaran fisika. Besaran tersebut adalah ....

A. kalor jenis

B. tebal setiap logam

C. massa jenis

D. koefisien muai panjang

9.  Perhatikan gambar termostat setelah mendapatkan kenaikan suhu berikut

  

Rangkaian pasangan logam bimetal yang benar untuk alat tersebut 

      adalah….

Pilihan	Logam ( a )	Logam ( b )
A	Baja ( 0,000011 / ºC )	Kuningan ( 0,000019 / ºC )
B	Besi ( 0,000012 / ºC )	Kuningan ( 0,000019 / ºC )
C	Tembaga ( 0,000018 / ºC )	Besi ( 0,000012 / ºC )
D	Baja ( 0,000011 / ºC )	Tembaga ( 0,000018 / ºC )

10. Perhatikan gambar seterika listrik yang dilengkapi dengan termostat 
       berikut !

Pengaruh kenaikan suhu seterika, membuat posisi bimetal  menjadi melengkung seperti pada gambar di atas. 
Hal ini disebabkan ….

A. kalor jenis logam (B) lebih besar daripada kalor jenis logam (A)

B. kalor jenis logam (B) lebih kecil dairpada kalor jenis logam (A)

C. koefisien muai panjang logam (B) lebih besar daripada koefisien 
     muai panjang logam (A)

D. koefisien muai panjang logam (B) lebih kecil daripada koefisien 
     muai panjang logam (A)

11. Alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang suatu benda 
      adalah ….

      A. dilatometer

      B. labu didih

      C. muschen broek

      D. termometer

12. Menyambung dua pelat dengan menggunakan paku khusus dan 
      proses yang khusus disebut ….

      A. keping bimetal

      B. sambungan rel kereta api

      C. mengeling

      D. mengelas

13. Keping bimetal terdiri dari dua keping yang memiliki koefisien muai 

      panjang berbeda   dikeling   menjadi  satu. Jika keping bimetal 
      tersebut   dipanaskan, maka akan melengkung ke arah….

      A. logam yang angka koefisien muai panjangnya besar

      B. logam yang angka koefisien muai panjangnya kecil

      C. logam yang angka koefisien muai ruangnya besar

      D. logam yang angka koefisien muai ruangnya besar

14. Mengapa pada sambungan rel kereta api diberi celah?

      A. Mengurangi gesekan dengan kereta apinya.

      B. Pada saat besi memuai, relnya tidak melengkung

      C. Pada saat besi memuai, rel tidak terlepas dari bantalan kayunya.

      D. Pada saat dilewati kereta api, relnya tidak melengkung.