Contoh soal dan pembahasan Pemuaian

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda yang terjadi karena kenaikan suhu zat, berikut ini akan disajikan Contoh soal dan pembahasan Pemuaian. Semoga saja Contoh soal dan pembahasan Pemuaian ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1) Sebatang baja bersuhu 20oC memiliki panjang 40 cm. Koefisien muai panjang baja 10-5 oC-1. Pertambahan panjang baja dan panjang akhir baja pada suhu 70oC adalah…..

Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan suhu (ΔT) = 70oC – 20oC = 50oC
Panjang awal (L1) = 40 cm
Koefisien muai panjang baja (a) = 10-5 oC-1
Ditanya : Pertambahan panjang (ΔL) dan panjang akhir (L2)

Jawaban :
a) Pertambahan panjang (ΔL)
ΔL = α LΔT
ΔL = (10-5 oC-1)(40 cm)(50oC)
ΔL = (10-5)(2 x 103) cm
ΔL = 2 x 10-2 cm
ΔL = 2 / 102 cm
ΔL = 2 / 100 cm
ΔL = 0,02 cm

b) Panjang akhir (L2)
L2 = L1 +ΔL
L2 = 40 cm + 0,02 cm
L2 = 40,02 cm

Soal No. 2) Seutas kawat aluminium pada pagi hari (20 oC) mempunyai panjang 2 m. Jika koefisen muai panjangnya 24 x 10-6 oC-1, berapakah pertambahan panjangnya di siang hari (30 oC)?

Pembahasan:

DiketahuiT1 = 20 derajat C
T2 = 30 derajat C
l1 = 2 m
a = 24 x 10-6 oC-1
Ditanyakan: D= …?

Jawaban:
D= al1 DT
= a l1 (T2 – T1)
= 24 x 10-6 oC-1 x 2 m x (30 – 20)  derajat C
= 24 x 10-6 oC-1 x 2 m x 10  derajat C
D= 48 x 10-5 m
Jadi, pada waktu siang hari (30 oC) panjang kawat aluminium bertambah 48 x 10-5 m atau 0,48 mm.

Soal No. 3) Ketika bersuhu 25oC panjang kaca adalah 50 cm. Setelah dipanaskan, panjang kaca menjadi 50,9 cm. Koefisien muai panjang kaca α = 9 x 10-6 C-1. Suhu akhir kaca adalah….

Pembahasan
Diketahui :
Panjang awal (L1) = 50 cm
Panjang akhir (L2) = 50,09 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 50,2 cm – 50 cm = 0,09 cm
Koefisien muai panjang kaca (α) = 9 x 10-6 oC-1
Suhu awal (T1) = 25oC
Ditanya : Suhu akhir kaca (T2)

Jawaban :
ΔL = α  L1 ΔT
ΔL = α  L1 (T2 – T1)
0,09 cm = (9 x 10-6 oC)(50 cm)(T2 – 25 oC)
0,09 = (45 x 10-5)(T2 – 25)
0,09 / (45 x 10-5) = T2 – 25
0,002 x 105 = T2 – 25
2 x 102 = T2 – 25
200 = T2 – 25
T2 = 200 + 25
T2 = 225oC
Suhu akhir kaca adalah 225oC.