Contoh soal pemuaian dan pembahasannya

Pemuaian

Berikut ini adalah pembahasan soal-soal fisika tentang pemuaian. Pemuaian termasuk ke dalam bab suhu dan kalor. Jadi bahasan ini adalah lanjutan dari pembahasan soal termometer. Oke langsung saja dapat disimak pembahasannya dibawah ini.

Nomor 1
Panjang sebatang alumunium pada suhu 0 oC adalah 2 meter. Koefisien muai panjang alumunium 2,35 . 10-5 /oC. Panjang alumunium pada suhu 50 oC adalah...
a. 2,0 m
b. 2,01 m
c. 2,002 m
d. 2,00235 m
e. 2,0047 m

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 0 oC
T1 = 50 oC
L0 = 2 m
α = 2,35 . 10-5 /oC
Ditanya: L1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung perubahan panjang.
ΔL = L0 . α . ΔT = 2 m . 2,35 . 10-5 /oC . (50 0C – 0 oC)
ΔL = 4,7 m . 10-5 /oC . 50 oC = 235 . 10-5 m = 0,00235 m
Menghitung L1
ΔL = L1 – L0
L1 = ΔL + L0 = 0,00235 m + 2 m = 2,00235 m
Jawaban: d

Nomor 2
Pada saat dilakukan pemasangan rel kereta api suhu udara sekitar adalah 27 oC. Panjang tiap batang rel adalah 1,75 meter. Suhu tertinggi yang pernah dicatat di daerah itu adalah 37 oC. Jika koefisien muai panjang besi 1,2 . 10-5 /oC, maka jarak antar rel pada waktu pemasangan agar rel tidak bengkok adalah...
a. 1,2 . 10-5 m
b.1,75 . 10-5 m
c. 1,75 . 10-4 m
d. 2,1 . 10-5 m
e. 2,1 . 10-4 m

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 27 oC
T1= 40 oC
L0 = 1,75 m
α = 1,2 . 10-5 /oC
Ditanya: ΔL = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT = 1,75 . 1,2 . 10-5 /oC (37 oC – 27 oC)
ΔL = 2,1 . 10-5 /oC . 10 oC = 2,1 . 10-4 m
Jawaban: e

Nomor 3
Sebatang baja pada suhu 20 oC panjangnya 100 cm. Kemudian memuai sehingga panjangnya menjadi 100,1 cm. Jika koefisien muai panjang baja 10-5 /oC maka suhu akhir baja tersebut adalah...
a. 20 oC
b. 80 oC
c. 100 oC
d. 120 oC
e. 200 oC

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 20 oC
L0 = 100 cm
L1 =100,1 cm
α = 10-5 /oC
Ditanya: T1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung ΔL.
ΔL = L1 – L0 =100,1 cm – 100 cm = 0,1 cm
Menghitung ΔT
ΔL = L0 . α . ΔT
Menghitung T1
ΔT = T1 – T0
T1 = ΔT + T0 = 100 oC + 20 oC = 120 oC
Jawaban: d

Nomor 4
Pada suhu 100 oC luas lempeng alumunium adalah 2,015 m2. Jika luas lempeng pada suhu 0 oC adalah 2 m2 maka koefisien muai luas alumunium adalah...
a. 1,5 . 10-5 /oC
b. 1,5 . 10-4 /oC
c. 2,0 . 10-4 /oC
d. 7,5 . 10-5 /oC
e. 7,5 . 10-4 /oC

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 0 oC
T1 = 100 oC
A0 = 2 m
A1 = 2,015 m2
Ditanya: β = ...
Jawab:
Menghitung koefisien mual luas
Jawaban: d

Nomor 5
Selembar baja pada suhu 20 oC memiliki ukuran seperti gambar.

Jika koefisien muai panjang baja 10-5 /oC, maka pertambahan luas pada suhu 60 oC adalah...
a. 0,08 cm2
b. 0,16 cm2
c. 0,24 cm2
d. 0,36 cm2
e. 0,64 cm2

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 20 oC
T1 = 60 oC
A0 = P . L = 40 cm . 20 cm = 800 cm2
α = 10-5 /oC
Ditanya: ΔA = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung β.
β = 2α = 2 . 10-5 /oC
Menghitung ΔA.
ΔA = A0 . β . ΔT = 800 cm2 . 2 . 10-5 /oC . (60 – 20) oC
ΔA = 1600 cm2 . 10-5 . 40 = 64000 cm2 . 10-5 = 0,64 cm2
Jawaban: e 

Nomor 6
Sebuah silinder tembaga pada suhu 25 oC volumenya 1 liter. Jika koefisien muai panjang tembaga 2 . 10-4 /oC, maka volume silinder ketika suhunya 105 oC adalah..
a. 0,048 L
b. 0,48 L
c. 1,048 L
d. 2,0048 L
e. 2,048 L

Pembahasan:
Diketahui:
T0= 25 oC
T1= 105 oC
V0 = 1 L
α = 2 . 10 (-4) /oC
Ditanya: V1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung γ.
γ = 3α = 3 . 2 . 10-4 /oC = 6 . 10-4 /oC
Menghitung ΔV
ΔV = 1 L . 6 . 10-4 /oC . (105 – 25) 0C = 6 . 10-4 L . 80
ΔV = 480 . 10-4 L = 0,048 L
Menghitung V1
ΔV = V1 – V0
V1 = ΔV + V0 = 1 L + 0,048 L = 1,048 L
Jawaban: c

Nomor 7
Suatu kubus dari bahan alumunium pada suhu 25 oC memiliki panjang rusuk 10 cm. Kubus tersebut dipanaskan hingga suhu 225 oC. Jika koefisien muai panjang alumunium 1,2 . 10-5 /oC maka volume kubus menjadi...
a. 3,6cm3
b. 7,2 cm3
c. 720 cm3
d. 1007,2 cm3
e. 3600 cm3

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 25 oC
T1 = 225 oC
s = 10 cm
α = 1,2 . 10-5 /oC
Ditanya: V1 =...
Terlebih dahulu hitung volume kubus V0.
V0 = s . s . s = 10 cm . 10 cm . 10 cm = 1000 cm3 = 103 cm3
Menghitung γ.
γ = 3α = 3 . 1,2 . 10-5 /oC = 3,6 . 10-5 /oC
Menghitung ΔV
ΔV = 103 cm3. 3,6 . 10-5 /oC . (225 – 25) oC
ΔV = 3,6 . 10-2 cm3 . 200 = 720 . 10-2 cm3 = 7,2 cm3
Menghitung V1.
ΔV = V1 – V0
V1 = ΔV + V0 = 7,2 cm3 + 1000 cm3 = 1007,2 cm3
Jawaban: d

Pembahasan contoh soal pemuaian dan kalor versi video Youtube

Ditulis oleh: Admin Hallo Blog Updated at : 22:53:00