5 Contoh soal pemuaian volume
1. Bola pejal terbuat dari aluminium dengan koefisien muai panjang 24 x 10-6 o te ataC-1. Jika pada suhu 30oC volume bola adalah 30 cm3 maka agar volume bola itu bertambah menjadi 30,5 cm3, bola tersebut harus dipanaskan hingga mencapai suhu….. oC
Kōrero
E mōhiotia ana:
Koefisien muai panjang (α) = 24 x 10-6 o te ataC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 he = X x 3 24 10-6 o te ataC-1 = 72x10-6 o te ataC-1
Te pāmahana tīmatanga (T1) = 30oC
Te rōrahi tīmatanga (V1) = 30 henemita3
Rōrahi whakamutunga (V2) = 30,5 henemita3
Perubahan volume (ΔV) = 30,5 henimita3 - 30 cm3 = 0,5cm3
I pātaihia: Te pāmahana whakamutunga (T2)
Whakautu:
ΔV = g (V1)(ΔT)
ΔV = g (V1)(T2 - T1)
0,5 cm3 = ((72 x 10-6 o te ataC-1)(30cm3)(T2 - 30oC)
0,5 = (2160 x 10-6)(T2 - 30)
0,5 = (2,160 x 10-3)(T2 - 30)
0,5 = (2,160 x 10-3)(T2 - 30)
0,5 / (2,160 x 10-3) = T2 - 30
0,23 x 103 =T2 - 30
0,23 x 1000 = T2 - 30
230 = T2 - 30
230 + 30 = T2
T2 = 260oC
2. Bola berongga terbuat dari kaca mempunyai koefisien muai panjang 9 x 10-6 o te ataC-1. Pada suhu 20oC diameter dalam bola adalah 2,2 cm. Apabila diameter dalam bola bertambah menjadi 2,8 maka te pāmahana akhir adalah….
Kōrero
E mōhiotia ana:
Koefisien muai panjang (α) = 9 x 10-6 o te ataC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 α = X x 3 9 10-6 o te ataC-1 = 27x10-6 o te ataC-1
Te pāmahana tīmatanga (T1) = 20oC
Diameter awal (D1) = 2,2 henemita
Diameter akhir (D2) = 2,8 henemita
Jari-jari awal (r1) = D1 / 2 = 2,2 henimita3 / 2 = 1,1 henimita3
Jari-jari akhir (r2) = D2 / 2 = 2,8 henimita3 / 2 = 1,4 henimita3
Te rōrahi tīmatanga (V1) = 4/3 pi r13 = (4/3)(3,14)(1,1 henimita)3 = (4/3)(3,14)(1,331 henimita3) = 5,57 henemita3
Rōrahi whakamutunga (V2) = 4/3 pi r23 = (4/3)(3,14)(1,4 henimita)3 = (4/3)(3,14)(2,744 henimita3) = 11,48 henemita3
Perubahan volume (ΔV) = 11,48 henimita3 - 5,57 cm3 = 5,91cm3
I pātaihia: Suhu akhir (T2)
Whakautu:
ΔV = g (V1)(ΔT)
5,91 cm3 = ((27 x 10-6 o te ataC-1)(5,57 cm3)(T2 - 20oC)
5,91 = (150,39 x 10-6)(T2 - 20)
5,91/150,39 x 10-6 =T2 - 20
0,039 x 106 =T2 - 20
39 x 103 =T2 - 20
39000 = T2 - 20
T2 = 39020oC
3. Bila udara dipanaskan maka pertambahan volumenya sebanding dengan…
A. Suhu awal
B. Suhu akhir
C. Kenaikan suhu
D. Volume awal
E. Volume akhir
Kōrero:
Pertambahan volume udara sebanding dengan kenaikan suhu atau perubahan suhu. Semakin besar kenaikan suhu, semakin besar pertambahan volume.
4. Sebuah bejana kaca volume 4 liter diisi penuh air, kemudian dipanaskan sehingga suhunya naik sebesar 20oC. Ternyata ada sebagian air yang tumpah. Diketahui koefisien muai panjang kaca = 9 x 10-6 oC-1; koefisien muai volume air = 2,1 x 10-4 oC-1, maka banyak air yang tumpah adalah…
A. 0,015 liter
B. 0,018 liter
C. 0,020 liter
D. 0,021 liter
E. 0,025 liter
Kōrero
E mōhiotia ana:
Volume awal bejana kaca dan air (Vo) = 4 liter
Perubahan suhu kaca dan air (ΔT) = 20oC
Ko te tauwehenga whānui rārangi o te karāhe (α) = 9 x 10-6 oC-1
Koefisien muai volume kaca (γ) = 3α = 3 (9 x 10-6 oC-1) = 27 x 10-6 oC-1
Koefisien muai volume air (γ) = 2,1x10-4 oC-1
I pātaihia: Banyak air yang tumpah
Whakautu:
Rumus pemuaian volume :
V = Vo + γ Vo ΔT
V - Vo = γ Vo ΔT
ΔV = γ Vo ΔT
Ngā Mōhiohio:
V = volume akhir, Vo = volume awal, ΔV = perubahan volume, γ = koefisien muai volume, ΔT = perubahan suhu.
Hitung perubahan volume bejana kaca :
ΔV = γ Vo ΔT = (27 x 10-6)(4)(20) = 2160 x 10-6 = 2,160x10-3 = 0,002160 rita
Hitung perubahan volume air :
ΔV = γ Vo ΔT = (2,1 x 10-4)(4)(20) = 168 x 10-4 = 0,0168 rita
Perubahan volume air lebih besar daripada bejana kaca sehingga sebagian air tumpah.
Hitung volume air yang tumpah :
0,0168 liter – 0,002160 liter = 0,01464 liter = 0,015 liter
Ko te whakautu tika ko A.
5. Sebuah bejana dari baja (koefisien muai panjang = 10-5 oC-1) mempunyai ukuran 6 liter diisi penuh cairan aseton (koefisien muai volume = 1,5 x 10-3 oC-1). Jika kedua-duanya dipanaskan sehingga suhu ruang naik dari 0oC ki te 40oC, maka volume aseton yang tumpah adalah…
A. 0,35 liter
B. 0,48 liter
C. 0,58 liter
D. 1,36 liter
E. 1,48 liter
Kōrero
E mōhiotia ana:
Volume awal bejana baja dan aseton (Vo) = 6 liter
Perubahan suhu bejana baja dan aseton (ΔT) = 40oC
Koefisien muai panjang baja (α) = 10-5 oC-1
Koefisien muai volume baja (γ) = 3α = 3 (10-5 oC-1) = 3 x 10-5 oC-1
Koefisien muai volume aseton (γ) = 1,5 x 10-3 oC-1
I pātaihia: Banyak air yang tumpah
Whakautu:
Rumus pemuaian volume :
ΔV = γ Vo ΔT
Ngā Mōhiohio:
ΔV = perubahan volume, γ = koefisien muai volume, Vo = volume awal, ΔT = perubahan suhu.
Hitung perubahan volume bejana baja :
ΔV = γ Vo ΔT = (3 x 10-5)(6)(40) = 720 x 10-5 = 0,00720 rita
Hitung perubahan volume aseton :
ΔV = γ Vo ΔT = (1,5 x 10-3)(6)(40) = 360 x 10-3 = 0,360 rita
Perubahan volume aseton lebih besar daripada bejana baja sehingga sebagian air tumpah.
Hitung volume air yang tumpah :
0,360 liter – 0,00720 liter = 0,3528 liter = 0,35 liter
Ko te whakautu tika ko A.
