SMP kelas 9 - FISIKA BAB 8. SUHU DAN PEMUAIANLatihan Soal 8.2 1. Koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/ Pada saat suhu besi 25C, panjangnya 65 cm. Kemudian besi dipanaskan sampai 125C, panjang akhir besi adalah... 65,00078 cm 65,0078 cm 65,078 cm 65,78 cm Kunci Jawaban : C http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;l=l_{0}\timesspace;\alphaspace;\timesspace;\deltaspace;t http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;l=65space;cm\timesspace;12.10^{-8/}space;c^{\circ}\timesspace;100^{\circ}c http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;l=0,078cm http://latex.codecogs.com/gif.latex?lt=l_{0}+\deltaspace;l http://latex.codecogs.com/gif.latex?lt=65space;cm+0,078cm=65,078cm
2. Perhatikan gambar di bawah ini! Tutup botol menjadi mudah terbuka setelah dicelupkan ke dalam air panas, karena. pemuain tutup botol dari logam lebih kecil dari pada pemuaian botol dari gelas (kaca) pemuain tutup botol dari logam lebih besar dari pada pemuaian botol dari gelas (kaca) tutup botol menyusut ketika terkena air panas botol yang terbuat dari gelas (kaca) memuai ketika terkena air panas Kunci Jawaban : B Tutup botol dari logam yang terlalu rapat dapat dibuka dengan mudah jika dimasukkan dalam air panas. Hal ini dapat terjadi karena koefisien muai tutup botol lebih besar daripada koefisien muai mulut botol kaca, sehingga tutup botol memuai terlebih dahulu dibandingkan mulut botol kacanya, akibatnya tutup botol menjadi kendur dan akhirnya mudah dibuka. 3. Sebuah kubus kuningan pejal yang panjang rusuknya 2 m, suhunya dinaikkan dari 15C sampai 75 Jika koefisien muai panjang kuningan 0,000019/C, volume kubus tersebut setelah dipanaskan adalah... 8,00684 m 3 8,00912 m 3
8,1824 m 3 8,02736 m 3 Kunci Jawaban : D http://latex.codecogs.com/gif.latex?v_{0}=2m\timesspace;2m\times2m=8m^{3} http://latex.codecogs.com/gif.latex?\gammaspace;=3\times\alphaspace;=3\times19.10^{-6}/^{\circ}c=57.10^{-6}/^{\circ}c http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;v=v_{0}\times\gammaspace;\times\deltaspace;t http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;v=8m^{3}\times57.10^{-6}/c^{\circ}\times60^{\circ}c http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;v=0,02736m^{3} http://latex.codecogs.com/gif.latex?v_{t}=v_{0}+\deltaspace;v http://latex.codecogs.com/gif.latex?v_{t}=8m^{3}+0,02736m^{3}=8,02736m^{3} 4. Lima puluh mililiter alkohol dipanaskan dari suhu 25C sehingga mengalami pertambahan volume sebesar 0,60 ml. Jika koefisien muai volume alkohol 0,00120/C, suhu akhir alkohol sekarang adalah. 35C 30C
15C 10C Kunci Jawaban : A http://latex.codecogs.com/gif.latex?v_{0}=50ml http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;v=0,6ml http://latex.codecogs.com/gif.latex?\gammaspace;=12.10^{-4}/^{\circ}c http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;t=\frac{\deltaspace;v}{\gammaspace;\timesspace;v_{0}} http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;t=\frac{6.10^{-1}ml}{12.10^{-4}/c^{\circ}space;\timesspace;50ml} http://latex.codecogs.com/gif.latex?\deltaspace;t=10^{\circ}c http://latex.codecogs.com/gif.latex?t_{2}=t_{1}+\deltaspace;t http://latex.codecogs.com/gif.latex?t_{2}=25^{\circ}c+\deltaspace;t10^{\circ}c=35^{\circ}c
5. Perhatikan gambar dan tabel di bawah! Berdasarkan ilustrasi percobaan dan data koefisien muai panjang logam, yang menunjukkan batang baja, tembaga, dan aluminium yang benar secara berurutan adalah... P, Q, dan R Q, P, dan R Q, R, dan P R, Q, dan P Kunci Jawaban : B Logam yang mempunyai koefisien muai panjang lebih besar, maka akan lebih cepat memuai. Berdasarkan penyimpangan jarum pada indikator muai, maka : logam P adalah Tembaga, logam Q adalah baja, logam R adalah Aluminium.
6. Perhatikan tabel berikut! No Koefisien muai panjang 1 0,000019/ 0 C 2 0,000017/ 0 C 3 0,000011/ 0 C 4 0,000009/ 0 C Jika benda-benda tersebut dipanaskan pada suhu yang sama secara bersamaan, maka pertambahan panjang benda tersebut adalah. benda 1 akan lebih panjang dari benda 4 benda 2 akan lebih panjang dari benda 1 benda 4 akan lebih panjang dari benda 3 benda 3 akan lebih panjang dari benda 2 Kunci Jawaban : A Koefisien muai panjang benda 1 benda 2 benda 3 benda 4 Maka jika ke-empat benda dipanaskan bersamaan dengan suhu yang sama, pertambahan panjang nya menjadi benda 1 benda 2 benda 3 benda 4, dengan demikian benda 1 akan lebih panjang dari benda 4
7. Perhatikan tabel hasil pengamatan berikut ini. Jenis bahan Koeffisien muai panjang (/ o C) Alumunium 0,000024 Perunggu 0,000019 Besi 0,000012 Baja 0,000011 http://www.primemobile.co.id/assets/uploads/materi/fis_9_bab8.2_1.jpg Posisi logam yang tepat agar alarm kebakaran ini berfungsi adalah... Pasangan logam A :Aluminium,Pasangan logam B : Perunggu Pasangan logam A : Perunggu,Pasangan logam B : Aluminium Pasangan logam A : Perunggu,Pasangan logam B :Besi Pasangan logam A :Aluminium,Pasangan logam B :Baja Kunci Jawaban : B
Alarm kebakaran akan berfungsi dengan baik bila Bimetal yang digunakan dalam alarm tersebut sesuai dengan prinsip pemuaian yang berlaku, Bimetal harus melengkung ke arah logam A agar berfungsi dengan baik. Koefisien muai panjang logam A harus lebih kecil dari logam B, koefisien muai panjang Perunggu lebih kecil daripada Alumunium 8. Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan berikut! http://www.primemobile.co.id/assets/uploads/materi/fis_9_bab8.2_2.jpg Bola dan lingkaran cincin (gambar I) terbuat dari bahan besi mempunyai suhu sama. Bila bola dipanaskan, kemudian diletakkan kembali pada lingkaran cincin (gambar II), maka peristiwa yang terjadi adalah... Terhadap lingkaran cincin :Bola tidak masuk,alasan :Lingkaran cincin menyusut Terhadap lingkaran cincin :Bola tidak masuk,alasan : Bola memuai Terhadap lingkaran cincin :Bola masuk,alasan : Lingkaran cincin memuai Terhadap lingkaran cincin :Bola masuk,alasan : Bola menyusut Kunci Jawaban : B Sebelum bola besi dipanaskan, bola bisa masuk ke dalam cincin besi. Setelah dipanaskan bola besi memuai (bertambah besar), sedangkan cincin besi tetap (tidak memuai karena tidak dipanaskan) maka bola besi bisa masuk ke dalam cincin besi.
9. Perhatikan beberapa perilaku yang berkaitan dengan pemuaian berikut! 1. Memberikan celah pada sambungan rel kereta api 2. Memasang kabel transmisi listrkendor di saat cuaca panas 3. Membuat ukuran bingkai jendela lebih besar dari ukuran kacanya 4. Merangkaikan bimetal pada seterika listrik otomatis Masalah-masalah yang timbul akibat pemuaian dapat diatasi oleh perilaku yang ditunjukan oleh nomor (1), (2), dan (3) (2), (3), dan (4) (3), (4), dan (1) (4), (1), dan (2) Kunci Jawaban : A 1. Memberikan celah pada sambungan rel kereta api merupakan cara untuk mengatasi masalah yang ditimbulkan oleh pemuaian. Yaitu jika tidak diberi celah, maka rel kereta api yang terbuat dari besi ketika siang hari panas terik rel bisa melengkung (bengkok). 2. Memasang kabel transmisi listrik dibuat kendor di saat cuaca panas, merupakan cara untuk mengatasi masalah yang ditimbulkan oleh pemuaian. Yaitu jika pemasangan kabel listrik yang dilakukan pada siang hari tidak kendor, maka kabel listrik akan putus ketika malam hari suhu menjadi dingin (menyusut). 3. Membuat ukuran bingkai jendela lebih besar dari ukuran kacanya, merupakan cara untuk mengatasi masalah yang ditimbulkan oleh pemuaian. Yaitu jika bingkai tidak dibuat lebih besar dari kacanya, maka kaca bisa pecah karena memuai ketika siang hari panas. 4. Merangkaikan bimetal pada seterika listrik otomatis, ini merupakan manfaat pemuaian. Ketika seterika panas bimetal akan membengkok ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil, sehingga arus listrik terputus seterika pun menjadi dingin dan seterusnya. 10. Pagi hari ayah membuat kopi. Ia menuangkan air mendidih kedalam gelas yang berisi kopi. Tiba tiba gelas pecah seperti gambar di bawah. Hal ini disebabkan oleh. kalor jenis gelas bagian dalam dan bagian luarnya tidak seimbang daya serap kalor oleh dinding gelas bagian dalam lebih besar daripada bagian luarnya dinding gelas bagian dalam sudah memuai sedangkan dinding gelas bagian luar belum memuai
tekanan air panas dan tekanan udara pada dinding gelas bagian dalam dan luar menjadi tidak seimbang Kunci Jawaban : C Peristiwa pecahnya gelas saat kopi panas dituangkan ke dalam gelas di waktu pagi hari terjadi karena dinding bagian dalam gelas lebih cepat memuai akibat kopi panas yang dituangkan, sementara dinding bagian luar masih dingin karena udara pagi hari sehingga terjadi perbedaan pemuaian yang ekstrim antar dinding luar dan dalam yang mengakibatkan gelas menjadi pecah