5 Contoh soal pemuaian volume
1. Bola pejal terbuat dari aluminium dengan koefisien muai panjang 24 x 10-6 sauC-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
Pembahasan
Se știe că:
Coeficientul de dilatare liniară (α)) = 24 x 10-6 sauC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 o = X x 3 24 10-6 sauC-1 = 72 x 10-6 sauC-1
Temperatura inițială (T1) = 30oC
Volumul inițial (V1) = 30 cm3
Volum final (V2) = 30,5 cm3
Perubahan volume (ΔV) = 30,5 cm3 - 30 cm3 = 0,5 cm3
Întrebat: Temperatura finală (T2)
Jawab:
ΔV = g (V1)(ΔT)
ΔV = g (V1)(T2 - T1)
0,5 cm3 = (72 x 10-6 sauC-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 sauC-1. Pada suhu 20oC diameter dalam bola adalah 2,2 cm. Apabila diameter dalam bola bertambah menjadi 2,8 maka suhu akhir adalah….
Pembahasan
Se știe că:
Coeficientul de dilatare liniară (α)) = 9 x 10-6 sauC-1
Koefisien muai volume (γ) = 3 α = X x 3 9 10-6 sauC-1 = 27 x 10-6 sauC-1
Temperatura inițială (T1) = 20oC
Diameter awal (D1) = 2,2 cm
Diameter akhir (D2) = 2,8 cm
Raza inițială (r1) = D1 / 2 = 2,2 cm3 / 2 = 1,1 cm3
Raza finală (r2) = D2 / 2 = 2,8 cm3 / 2 = 1,4 cm3
Volumul inițial (V1) = 4/3 π r13 = (4/3)(3,14)(1,1 cm)3 = (4/3)(3,14)(1,331 cm3) = 5,57 cm3
Volum final (V2) = 4/3 π r23 = (4/3)(3,14)(1,4 cm)3 = (4/3)(3,14)(2,744 cm3) = 11,48 cm3
Perubahan volume (ΔV) = 11,48 cm3 - 5,57 cm3 = 5,91 cm3
Întrebat: Suhu akhir (T2)
Jawab:
ΔV = g (V1)(ΔT)
5,91 cm3 = (27 x 10-6 sauC-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
Discuție:
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
Pembahasan
Se știe că:
Volume awal bejana kaca dan air (Vo) = 4 litri
Perubahan suhu kaca dan air (ΔT) = 20oC
Coeficientul de dilatare liniară a sticlei (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
Întrebat: Banyak air yang tumpah
Jawab:
Formula de expansiune a volumului:
V = Vo + γ Vo ΔT
V–Vo = γ Vo ΔT
ΔV = γ Vo ΔT
Informație :
V = volum final, Vo = volum inițial, ΔV = modificarea volumului, γ = coeficientul de dilatare volumică, ΔT = schimbarea temperaturii.
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 litri
Calculați modificarea volumului de apă:
ΔV = γ Vo ΔT = (2,1 x 10-4)(4)(20) = 168 x 10-4 = 0,0168 litri
Perubahan volume air lebih besar daripada bejana kaca sehingga sebagian air tumpah.
Calculați volumul de apă vărsat:
0,0168 liter – 0,002160 liter = 0,01464 liter = 0,015 liter
Răspunsul corect este 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 la 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
Pembahasan
Se știe că:
Volume awal bejana baja dan aseton (Vo) = 6 litri
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
Întrebat: Banyak air yang tumpah
Jawab:
Formula de expansiune a volumului:
ΔV = γ Vo ΔT
Informație :
ΔV = modificarea volumului, γ = koefisien muai volume, Vo = volum inițial, ΔT = schimbarea temperaturii.
Hitung perubahan volume bejana baja :
ΔV = γ Vo ΔT = (3 x 10-5)(6)(40) = 720 x 10-5 = 0,00720 litri
Hitung perubahan volume aseton :
ΔV = γ Vo ΔT = (1,5 x 10-3)(6)(40) = 360 x 10-3 = 0,360 litri
Perubahan volume aseton lebih besar daripada bejana baja sehingga sebagian air tumpah.
Calculați volumul de apă vărsat:
0,360 liter – 0,00720 liter = 0,3528 liter = 0,35 liter
Răspunsul corect este A.
