Laprak Koefisien Muai Termal [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR KOEFISIEN MUAI TERMAL



NAMA



: WAHYU ROBI’AH NURALHASANAH



NPM



: 16020009



GROUP



: K1



DOSEN



: ARIEL HAZRIL GURSIDA, S.T., M.I.L.



ASISTEN



: HILMAN I. U., S.Pd., M.Si.



PARTNER



: REGITA GRANDIS PERMATASARI



POLITEKNIK STTT BANDUNG 2016



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat melihat banyak sekali hal-hal yang terjadi berkaitan dengan pemuaian dan pengerutan suatu benda. Misalnya pada suatu hari yang panas, kawat-kawat listrik atau kawat telepon yang bergantung pada tiangnya akan bergantung kendur. Tetapi sebaliknya pada hari yang dingin. Rel kereta api dibangun dengan memberikan sedikit ruang pemisah diantara sambungan-sambungan antar relnya sehingga rel tersebut tidak akan melengkung ketika musim panas. Pesawat supersonik Concorde akan bertambah panas selama melakukan penerbangan kerena adanya gesekan dengan udara, pesawat tersebut akan bertambah panjang 25 cm. Dan banyak hal lainnya yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari kita. Oleh karena itu, percobaan kali ini mengenai “Muai Panjang Zat Padat”, untuk dapat memberikan suatu pengetahuan lebih mengenai hal tersebut, dan dapat kita terapakan dalam kehidupan sehari-hari.



1.2 Tujuan -



Menentukan konstanta muai termal suatu bahan menggunakan percobaan koefisien muai termal



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



Efek-efek yang lazim dari perubahan-perubahan temperatur dan perubahan keadaan bahan-bahan. Gaya-gaya di antara atom-atom adalah menyerupai gaya-gaya yang akan dikerahkan oleh sekumpulan pegas yang menghubungkan atom-atom tersebut. Bila temperatur dinaikkan maka jarak rata-rata di antara atom-atom akan bertambah, yang mengakibatkan suatu ekspansi dari seluruh benda padat tersebut. Perubahan setiap dimensi linear dari benda padat tersebut, seperti panjangnya, lebarnya, atas tebalnya, dinamakan ekspansi linear (Halliday, 1996). Pemuaian linear benda padat, ketika suatu benda padat mengalami peningkatan temperatur ∆T, pertambahan panjangnya ∆L hampir sebanding dengan panjang awalnya L0 dikalikan dengan T. Yaitu



∆L = L0 α ∆T dimana konstanta perbandingan disebut sebagai koefisien pemuaian linear. Nilai tergantung pada sifat zat. Untuk berbagai keperluan, kita dapat menganggap α sebagai konstanta yang sepenuhnya bebas dari T, meskipun hal tersebut jarang benar. Dari persamaan di atas, α adalah perubahan panjang per satuan panjang awal per derajat perubahan temperatur. Sebagai contoh, jika kuningan sepangjang 1000.000 cm menjadi 1000.019 cm ketika temperatur dinaikkan 1,0 0C, koefisien pemuaian linear kuningan adalah αkuningan= 1,9 x 10-5 oC-1. Contoh lainnya adalah koefisien muai panjang alumunium αalumunium=



2,4



x



10-5



o -1



C



dan



koefisien



muai



panjang



tembaga



adalah



αtembaga= 1,67 x 10-5 oC-1. Pemuaian luas, jika luas A0 memuai menjadi A0 + ∆A ketika mengalami kenaikan temperatur ∆T, yaitu



∆A=A0T dimana adalah koefisien pemuaian luas. Untuk zat padat isotopik (yang memuai dengan cara yang sama ke segala arah). Pemuaian volume, jika suatu volume V0 memuai menjadi V0 + V ketika mengalami kenaikan temperatur, maka



V=𝛾V0∆T dimana adalah koefisien pemuaian volume. Ini dapat berupa peningkatan atau pengurangan volume (Bueche, 1999). Pertambahan ukuran tiap bagian suatu benda untuk suatu bahan temperatur tertentu sebanding dengan ukuran mula- mula bagian benda itu. Jadi, jika kita naikkan temperatur suatu penggaris baja, misalnya, pengaruhnya akan serupa dengan oembesaran fotografis. Garis- garis yang semula berjarak pisah sama akan tetap berjarak sama, tetapi jika jarak pisahnya lebih besar. Bila penggaris mempunyai lubang, maka lubang akan menjadi lebih besar, seperti yang terjadi pada pembesaran fotografis. Satuan adalah kebalikan derajat Celcius (1/0C) atau kebalikan Kelvin (1/K). koefisien muai linier untuk padatan atau cairan biasanya tidak banyak berubah dengan tekanan, tetapi dapat berubah dengan temperatur. Koefisien muai linear pada suatu temperatur tertentu T didapat dengan mengambil limit T mendekati nol: dengan banyak hal, ketelitian yang mencukupi didapat dengan menggunakan nilai rata-rata untuk rentang temperatur yang lebar (Tipler, 1998). Benda memuai ketika dipanaskan dan menyusut bila didinginkan. Besar pemuaian atau pengkerutan berbeda bergantung pada kisaran suhu tinjauan, dan jenis materi (Kane dan Sternheim, 1997). Pemuaian itu berprosentase kecil dibanding dimensi bendanya. Namun gaya yang diberikan terlalu besar, sehingga tidak bisa dilawan dan bisanya hanya dihindari. Ini menyebabkan efek pemuaian benda menempati peran penting dan selalu diperhitungkan keberadaannya (Irwan, 2004).



BAB III METODE PRAKTIKUM 3.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang dipakai pada eksperimen ini adalah : 



Seperangkat alat koefisien muai panjang







Batang uji (batang alumunium, tembaga dan kuningan)







Alat ukur suhu bahan







Thermometer dan pemanas







Alat tulis



3.2 Prosedur 1) Dihitung panjang logam awal L0 dan suhu logam awal T0 2) Dipanaskan logam hingga suhu maksimum (dilihat suhu thermometer 100 OC) dan logam mengalami pertambahan panjang 3) Diukur besar pertambahan panjang ∆𝐿 =



𝑟 𝑅



∆ℒ



4) Dicatat pertambahan panjang ∆𝐿 dan juga pertambahan suhu ∆𝑇 saat suhu maksimum kemudian diamati penurunan suhu dan penyusutan kembali panjang 5) Dapat digunakan persamaan (1) untuk menentukan koefisien muai panjang dengan cara membuat plot grafik 6) Dicobakan untuk jenis batang lain



BAB IV HASIL



BAB V PEMBAHASAN



DAFTAR PUSTAKA



Putra, Valentinus Galih Vidia dan Endah Purnomosari. 2015. Pengantar Eksperimen Fisika (untuk SMA/ S1). Yogyakarta: Mulia Jaya. Choirunisa, Anna Al. (2011). Percobaan 3 Koefisien Muai Panjang. [online]. Tersedia: http://choalialmu89.blogspot.co.id/2010/11/percobaan-3-koefisian-muai-panjang.html [2016, November 30]. ngelica, Putri. Acara III Pemuaian Panjang. [online]. Tersedia: https://www.academia.edu/5080430/ACARA_III_PEMUAIAN_PANJANG [2016, November 30]



Hasil Kurva Pertambahan Panjang Alumunium 0.04



Pertambahan Panjang



0.035



y = 0,0009x - 0,0097 R² = 0,9872



0.03



0.033



0.029



0.025 0.021



0.02



0.015



0.014



0.01 0.007



0.005 0 0



5



10



15



20



25



30



35



40



45



50



Perubahan Suhu ( C)



Hasil Kurva Pertambahan Panjang Tembaga 0.025



y = 0,0019x - 0,0101 R² = 0,9951



Pertambahan Panjang



0.02



0.021



0.018 0.015



0.014



0.01 0.007 0.005



0.004



0 0



2



4



6



8



10



Perubahan Suhu ( C)



12



14



16



18



Hasil Kurva Pertambahan Panjang Kuningan 0.045



y = 0,0107x + 0,0017 R² = 0,9705



0.04



0.04



Pertambahan Panjang



0.035 0.033 0.03 0.025 0.022



0.02 0.015 0.01



0.01



0.005 0.003 0 0



0.5



1



1.5



2



2.5



Perubahan Suhu ( C)



3



3.5



4