Laporan Praktikum Fisika Koefisien Muai Panjang yang admin susun ini digunakan dalam Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam, Memahami adanya pemuaian zat padat apabila temperaturnya dinaikkan dan dalam penentuan besarnya pemuaian zat padat yang berlaian jenis dengan ukuran yang sama jika temperaturnya dinaikkan.
1. Pendahuluan
A. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dalam laporan praktikum koefisien muai panjang adalah sebgai berikut:
- Memahami adanya pemuaian zat padat apabila temperaturnya dinaikkan.
- Menentukan besarnya pemuaian pada zat padat yang berlaian jenis dengan ukuranyang sama jika temperaturnya dinaikkan.
B.Waktu Praktikum
Senin, 25 Mei 2015
C. Tempat Praktikum
Laboratorium Fisika Dasar
2. Landasan Teori
Pemuaian zat padat adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian pada zat padat ada 3 jenis yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume. Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor, pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil jika dibandingkan dengan muai panjang benda tersebut, sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada atau bisa diabaikan.
Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang awal benda tersebut, koefisien muai panjang sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan yang digunakan. Nilai koefisien muai panjang besi dan tembaga menurut standar internasional adalah sebesar 1.2×10-5/°C dan 1.7×10-5/°C (Joseph, 1978 :197).
Ketika sebuah benda mengalami pemanasan, volume nya selalu meningkat dan setiap dimensi meningkat bersamaan. Pada tingkat mikroskopis kita dapat menentukan sebuah ketepatan antara hubungan panjang pada obyek dengan perubahan suhu, penambahan pada ukuran dapat dipahami pada istilah peningkatan energi kinetik akibat setiap molekul ber tubrukan sangat kuat dengan molekul di sebelah nya. Molekul-molekul berhasil mendorong satu sama lain sampai terpisah dan mengembangkan benda (Joseph, 1978 : 198).
Jika temperatur benda padat dinaikkan maka benda padat tersebut akan memuai. Dapat diamati dari sebuah batang logam yang memiliki panjang [L] dan pada suhu atau temperatur [T] tertentu. Jika temperatur atau suhunya berubah maka perubahan panjang akan sebanding dengan perubahan suhu dan panjang mula-mula. Pernyataan ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
dengan ΔL adalah perubahan panjang, Lo adalah panjang mula-mula,ᾳadalah koefisien pemuaian panjang, danΔT adalah perubahan pada suhunya ( Tippler, 1998 : 368 ).
Koefisien pemuaian panjang biasanya dihitung berdasarkan persamaan empiris antara rapat massa dan suhu pada tekanan konstan. Jika metode ini tidak memungkinkan digunakan metode optik yang melibatkan faktor intenferensi cahaya koefisien muai panjang tidak bebas dari pengaruh perubahan dari tekanan. Suatu zat padat atau zat cair mengalami perubahan volume apabila suhunya berubah sebesar dt, karena skala derajat kelvin dan skala derajat celcius merupakan selang suhu yang sama harganya. Lambang koefisien pemuaian panjang adalah ᾳ, koefisien pemuaian panjang (linear) besarnya diukur dengan memakai Iner Vero Meter( Zemansky, 1999 : 387 )
Pengertian Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas.
Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada.
Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah:
Pemuaian Luas
Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis. Seperti halnya pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang. Pada perguruan tinggi nanti akan dibahas bagaimana perumusan sehingga diperoleh bahwa koefisien muai luas sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.
Pemuaian volume
Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang. Sebagaimana yang telah di jelaskan diatas bahwa khusus gas koefisien muai volumenya sama dengan 1/273 Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelum. Hanya saja beda pada lambangnya saja.
3. Prosedur Praktikum
Adapun prosedur kegiatan praktikum koefisien muai panjang adalah sebagai berikut:
- Memasang kan logam besi dengan panjang mula-mula 600 mm, dan suhu awalnya 30,2°C pada penjepit logam.
- Memasang logam besi dengan selang yang menghubungkan pada ketel uap dan gayung.
- Menghubungkan bagian tengah besi pada bagian ujung dari thermo couple.
- Memasang kan ketel uap hingga air memuai dan menggerakkan jarum pada skala penunjuk perubahan panjang.
- Mengamati jarum yang bergerak hingga mencapai angka maksimum serta suhu akhir yang dihasilkan dan mencatat hasilnya.
- Mencatat perubahan panjang dan perubahan suhu dari batang logam besi.
- Menghitung koefisien pemuaian panjang dari logam besi dengan menggunakan rumus yang telah ada.
- Melakukan percobaan 1 sampai 7 pada batang logam tembaga
4. Hasil Pengamatan
Berikut merupakan hasil pengamatan laporan praktikum koefisien muai panjang:
5. Analisis Data
A. Menghitung Koefisien pemuaian panjang [ᾳ] pada logam besi.
Penyelesaiaan :
B. Menghitung Koefisien pemuaian panjang [ᾳ] pada logam tembaga
6. Pembahasan
Setelah dilakukan perhitungan pemuaian panjang dari kedua logam tersebut dihasilkan koefisien pemuaian panjang dari logam besi adalah 4,2×10-5/oC dan dari logam tembaga adalah 9,3×10-5/oC sedangkan seperti yang sudah dijelaskan pada landasan teori sebelumnya bahwa koefisien pemuaian panjang pada logam besi dalam ketetapan standar internasional atau SI adalah 1,2×10-5/oC dan pada logam tembaga adalah 1,7×10-5/oC. Perbedaan hasil ini disebabkan karena kurangnya ketelitian dan kehati-hatian dari praktikan dalam mengukur perubahan suhu dan perubahan panjang dari kedua logam yang telah diamati sehingga dalam perhitungan didapatkan koefisien pemuaian panjang yang lebih besar dibandingkan dengan koefisien muai panjang dari ketetapan satuan internasional nya.
Pemuaian Panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Praktikum pemuaian kali ini bertujuan untuk mengetahui pemuaian yang terjadi pada benda padat dan cara benda padat tersebut dapat memuai. Praktikum pemuaian kali ini menggunakan logam yaitu besi, dan tembaga.Percobaan dimulai dengan mengukur setiap panjang awal benda yaitu kedua benda tersebut memiliki panjang yang sama yaitu 600 mm dengan suhu pengukuran yang berbeda- beda dimana suhu awal besi adalah 30,2oC sedangkan suhu awal dari tembaga adalah 33oC.
Besi dan tembaga dipanaskan dengan menggunakan ketel uap selama kurang lebih 10 menit.Berdasarkan hasil pengamatan dari percobaan ini ternyata masing-masing benda mengalami perubahan panjang dan perubahan suhu yang berbeda-beda. Hal ini membuktikan adanya perbedaan penyerapan kalor atau panas pada logam. Akan tetapi, pertambahan panjang pada logam besi lebih kecil dibandingkan dengan logam tembaga yang semula panjang awal benda 600 mm dengan suhu awal 30,2oC setelah dipanaskan dengan waktu 10 menit panjang logam besi tersebut hanya menjadi 600,45 mm dengan suhu menjadi 48oC yang mana perubahan panjangnya (ΔL) hanya 0,45 mm dan perubahan suhunya (ΔT) adalah 17,8oC,sedangkan pada tembaga pertambahan panjang lebih besar dibandingkan pada besi yaitu 0,70 mm dengan perubahan suhu sebesar 12,5oC. Hal ini dapat membuktikan bahwa pemuaian lebih besar terjadi pada logam tembaga meskipun logam besi lebih cepat menerima kalor dan suhu yang dibuktikan dengan perubahan suhu yang tinggi pada logam besi.
Logam besi merupakan logam yang memiliki molekul yang lebih padat serta memiliki kerapatan yang lebih rapat, sehingga hal inilah yang menyebabkan logam besi lebih sulit untuk mengalami pemuaian dibandingkan dengan logam tembaga yang merupakan benda yang memiliki molekul serta kerapatan yang lebih renggang sehingga menyebabkan tembaga lebih mudah untuk mengalami pemuaian dari pada logam besi. Hal ini dapat dibuktikan dengan setelah dilakukan perhitungan menentukan besarnya kofisien pemuaian panjang dari kedua benda tersebut ternyata dihasilkan koefisien pemuaian panjang logam tembaga lebih besar dari pada koefisien pemuaian panjang dari logam besi yaitumasing-masing 9,3×10-5/oC dan 4,2×10-5/oC
7. Kesimpulan
Adapun kesimpulan dalam laporan praktikum koefisien muai panjang adalah sebagai berikut:
- Pemuaian lebih cepat terjadi pada logam tembaga dengan koefisien pemuaian panjangadalah 9,3×10-5/oC sedangkan koefisisen pemuaian pada besi hanya 4,2×10-5/oC
- Berdasarkan hasil pengamatan, benda dapat mengalami pemuaian ketika bendatersebut dipanaskan, yang mana pemuaian tersebut dapat diamati dengan adanya perubahan panjang dan suhu.
- Logam tembaga lebih cepat memuai dibandingkan dengan besi karena perubahan panjang tembaga lebih besar yaitu 0,0007 m dan besi hanya 0,00045m.
- Logam besi memiliki susunan molekul yang lebih padat dan rapat sehingga inilahyang menyebabkan besi sulit mengalami pemuaian, lain halnya dengan logamtembaga yang memiliki susunan molekul yang lebih renggang sehingga lebih mudahmengalami pemuaian.
Daftar Pustaka
Adapun Daftar Rujukan Berbagai sumber diatas, adalah sebagai berikut:
- Joseph, W. Kone. 1998. Fisika dasar. Jakarta : Erlangga
- Tippler, A Paul. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid I . Jakarta : Erlangga
- Zears, Zemansky. 1998. Fisika untuk Universitas. Jakarta : Erlangga
8. Download Laporan Praktikum (PDF)
Anda dapat mendowload Laporan Praktikum Koefisien Muai Panjang Benda dengan format PDF dengan mengklik tombol download di bawah ini.
