5 Contoh soal pemuaian volume
1. Bola pejal terbuat dari aluminium dengan koefisien muai panjang 24 x 10-6 oC-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
Discussie
Het is bekend dat:
De coëfficiënt van lineaire expansie (α)) = 24 x 10-6 oC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 a = 3 x x 24 10-6 oC-1 = 72 x 10-6 oC-1
Initiële temperatuur (T)1) = 30oC
Initieel volume (V)1) = 30cm3
Laatste deel (V)2) = 30,5cm3
Perubahan volume (ΔV) = 30,5 cm3 - 30 cm3 = 0,5 cm3
Gevraagd: Eindtemperatuur (T)2)
Antwoord :
ΔV = g (V1)(ΔT)
ΔV = g (V1)(T2 - T1)
0,5 cm3 = (72 X 10-6 oC-1)(30 cm3)(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 oC-1. Pada suhu 20oC diameter dalam bola adalah 2,2 cm. Apabila diameter dalam bola bertambah menjadi 2,8 maka suhu akhir adalah….
Discussie
Het is bekend dat:
De coëfficiënt van lineaire expansie (α)) = 9 x 10-6 oC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 α = 3 x x 9 10-6 oC-1 = 27 x 10-6 oC-1
Initiële temperatuur (T)1) = 20oC
Diameter awal (D1) = 2,2cm
Diameter akhir (D2) = 2,8cm
Initiële straal (r1) = D1 / 2 = 2,2 cm3 / 2 = 1,1 cm3
Eindstraal (r2) = D2 / 2 = 2,8 cm3 / 2 = 1,4 cm3
Initieel volume (V)1) = 4/3 π r13 = (4/3)(3,14)(1,1 cm)3 = (4/3)(3,14)(1,331 cm3) = 5,57cm3
Laatste deel (V)2) = 4/3 π r23 = (4/3)(3,14)(1,4 cm)3 = (4/3)(3,14)(2,744 cm3) = 11,48cm3
Perubahan volume (ΔV) = 11,48 cm3 - 5,57 cm3 = 5,91 cm3
Gevraagd: Suhu akhir (T2)
Antwoord :
ΔV = g (V1)(ΔT)
5,91 cm3 = (27 X 10-6 oC-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. Temperatuurstijging
D. Volume awal
E. Volume akhir
Discussie:
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
Discussie
Het is bekend dat:
Volume awal bejana kaca dan air (Vo) = 4 liter
Perubahan suhu kaca dan air (ΔT) = 20oC
De coëfficiënt van lineaire uitzetting van glas (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 (c) = 2,1 x 10-4 oC-1
Gevraagd: Banyak air yang tumpah
Antwoord :
Formule voor volumevergroting:
V = Vo + γ Vo AT
V – Vo = γ Vo AT
ΔV = γ Vo AT
Informatie :
V = eindvolume, Vo = initieel volume, ΔV = volumeverandering, γ = coëfficiënt van volumevergroting, ΔT = temperatuurverandering.
Hitung perubahan volume bejana kaca :
ΔV = γ Vo ΔT = (27 X 10-6)(4)(20) = 2160 x 10-6 = 2,160 x 10-3 = 0,002160 liter
Bereken de verandering in watervolume:
ΔV = γ Vo ΔT = (2,1 X 10-4)(4)(20) = 168 x 10-4 = 0,0168 liter
Perubahan volume air lebih besar daripada bejana kaca sehingga sebagian air tumpah.
Bereken het volume gemorst water:
0,0168 liter – 0,002160 liter = 0,01464 liter = 0,015 liter
Het juiste antwoord is 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 tot 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
Discussie
Het is bekend dat:
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 (c) = 1,5 X 10-3 oC-1
Gevraagd: Banyak air yang tumpah
Antwoord :
Formule voor volumevergroting:
ΔV = γ Vo AT
Informatie :
ΔV = volumeverandering, γ = koefisien muai volume, Vo = initieel volume, ΔT = temperatuurverandering.
Hitung perubahan volume bejana baja :
ΔV = γ Vo ΔT = (3 X 10-5)(6)(40) = 720 x 10-5 = 0,00720 liter
Hitung perubahan volume aseton :
ΔV = γ Vo ΔT = (1,5 X 10-3)(6)(40) = 360 x 10-3 = 0,360 liter
Perubahan volume aseton lebih besar daripada bejana baja sehingga sebagian air tumpah.
Bereken het volume gemorst water:
0,360 liter – 0,00720 liter = 0,3528 liter = 0,35 liter
Het juiste antwoord is A.
