Pada umumnya semua benda jika temperaturnya naik akan memuai dan temperatur diturunkan akan menyusut. Kecuali air yang temperaturnya dinaikkan dari 0,5 derajat celcius ke 40 derajat celicius air tersebut akan menyusut. Anomali semacam ini dimanfaatkan oleh kehidupan ikan pada musim salju, di mana air di permukaan danau atau sungai akan membeku. Ikan akan bertahan hidup pada kedalaman tertentu, mengapa? Pemuaian suatu benda mempunyai dimensi panjang disebut muai panjang, dimensi luas yang disebut muai luas dan dimensi volume disebut muai volume, lihat gambar 7.5!
Gambar 7.5 Muai panjang (a), muai luas (b), dan muai ruang (c)
Gambar 7.5 menunjukkan bahwa setiap kenaikan temperatur akan menunjukkan perubahan panjang (
), perubahan luas (
), dan perubahan volume (
). Kesebandingan antara perubahan temperatur dan perubahan panjang disebut koefisien muai panjang (
), muai luas disebut koefisien muai luas (
) muai volume disebut koefisien muai volume (
) yang secara keseluruhan tergantung pada jenis benda, lihat tabel 7.3 Jika T dinyatakan dalam 
maka dinyatakan dalam 
. Misalkan sebuah aluminium mempunyai nilai 24
(
), ini berarti setiap perubahan temperatur terjadi perubahan panjang aluminium sebesar 24 per satu juta dari panjang mula-mula.
Tabel 7.3 menunjukkan bahwa nilai positif berarti setiap kenaikan temperatur
diikuti oleh kenaikan panjang benda tersebut. Namun tidak semua berlaku
ketentuan ini misalkan bentuk anisotropik dari kristal 
(kalsit) di mana penambahan temperatur
mengakibatkan pertambahan panjang, nilai positif di sisi lain terjadi penyusutan, nilai negatif. Buktikan bahwa dan !
b. Anomali
Air
Dari
hasil pengamatan (diterangkan di kelas II SMP), kristal es mempunyai
rongga-rongga yang cukup besar tetapi pada air lebih rapat daripada dalam es
karena es terapung di air karena adanya rongga-rongga yang lebih besar pada
kristal es tadi, menyebabkan kenaikan suhu dari 0
Gambar
7.6 Grafik volume terhadap
suhu pada air (a) dan grafik massa jenis air terhadap suhu (b)
a. Pemuaian
Gas
Sifat
gas yang mempunyai massa (m) ditentuka beberapa variabel yang sangat menentukan
keadaan gas yaitu volume (V), tekanan (P), dan temperatur (T). Ini perlu
diketahui bagaimana hubungan variabel-variabel tersebut. Secara umum, persamaan
yang menghubungkan variabel-variabel tersebut disebut persamaan state dan
persamaan ini sangat kompleks. Untuk gas yang mempunyai kerapatan rendah
mempunyai persamaan yang sederhana dan gas tersebut bertingkah laku sebagai gas
ideal. Hampir semua gas yang berada pada temperatur kamar dan tekanan 1
atmosfer bertingkah laku sebagai gas ideal. Apa yang dimaksud gas ideal? Gas
ideal mempunyai beberapa ciri di antaranya adalah :
1. Tumbukan
antara atom atau molekul berlaku tumbukan lenting sempurna.
2. Tidak
ada interaksi antar molekul.
3. Energi
dalam yang dimiliki oleh atom atau molekul dalam bentuk energy kinetik.
4. Perubahan
energi dalam diikuti oleh perubahan temperatur.
Hubungan
antara ketiga variabel tersebut di mana pada temperatur konstan adalah :
P
V = konstan
Persamaan di atas disebut hukum Boyle, di mana P dinyatakan dalam Pascal (Pa), dinyatakan dalam
Hubungan
antara V dan T di mana P konstan,
dapat ditulis :
Persamaan
di atas disebut hukum Gay Lussac, di
mana T dinyatakan K.
Hubungan
antara P dan T, dimana volume konstan adalah :
Secara
umum dapat dirumuskan sebagai :
Persamaan
di atas disebut hukum Boyle Gay Lussac,
jika gas tersebut bermassa m, maka
dapat ditulis dalam bentuk :
Gambar 7.7 menunjukkan hubungan ketiga variabel V, T, dan P dimana
Gambar
7.7 Grafik antara tiga
variabel yaitu V, T, dan P
Jelaskan
bagaimana hubungan antara tekanan, temperatur, dan volume gas ideal yang didasarkan
gambar 7.7!
Facebook
0 komentar:
Posting Komentar