Simulic
Bahasa Indonesia

Pemuaian zat padat – batang logam dan bimetal

IPA TerpaduMateri dan bahanUsia 13–14Lab virtual

Simulic.comMemuat…

Gunakan di kelas saya

Tiga batang aluminium, tembaga, dan baja yang sama panjang dipanaskan secara sama; jam ukur (dial gauge) di ujung setiap batang mengukur pertambahan panjang ΔL = α·L₀·Δt hingga ketelitian seperseratus milimeter. Peserta didik mencatat tabel data dan melihat bahwa aluminium memuai paling besar dan baja paling kecil. Pada mode bimetal, keping tembaga–baja melengkung ke arah baja (logam yang memuai lebih kecil) dan memutus rangkaian listrik seperti termostat pada setrika. Percobaan lain menunjukkan muai luas dan muai volume pelat dan kubus (β ≈ 2α, γ ≈ 3α), zat cair dalam labu berpipa sempit dan udara yang mendorong tetesan (gas memuai paling besar, lalu zat cair, zat padat paling kecil), serta danau yang membeku dari atas karena air paling rapat pada 4 °C.

Pelajaran: Pemuaian

Yang ditunjukkan

Saat suatu zat dipanaskan, partikelnya bergerak lebih kuat dan menempati ruang lebih besar, sehingga zat memuai; saat didinginkan, zat menyusut. Batang bertambah panjang ΔL = α·L₀·Δt, luas bertambah dengan β ≈ 2α, dan volume dengan γ ≈ 3α. Zat cair memuai jauh lebih besar daripada zat padat, dan gas lebih besar lagi, karena partikelnya terikat lebih lemah. Zat cair dalam labu kaca menunjukkan muai semu: muai sebenarnya dikurangi muai kaca. Air istimewa: paling rapat pada sekitar 4 °C, sehingga danau membeku dari atas. Bimetal dan celah pada rel adalah penerapan sehari-hari.

Cara menggunakan

Pilih percobaan dengan tab. Pada Tiga batang logam, nyalakan pembakar dan tekan Catat data pada beberapa suhu. Pada Luas dan volume, pilih Logam lalu bandingkan ΔA dan ΔV dengan α. Pada Zat cair dan gas, tekan Nyalakan pembakar dan amati permukaan di pipa sempit turun lalu naik; setelah diam, tekan Catat data, ubah Suhu penangas air, lalu ulangi. Pada Air pada 4 °C, atur Suhu udara musim dingin dan amati danau membeku.

Parameter yang dapat diubah

  • Percobaan Tiga batang logam dan jam ukur, Bimetal tembaga–baja, Pelat dan kubus: muai luas dan muai volume, Zat cair dan gas dalam labu, Air pada 4 °C dan danau yang membeku
  • Panjang awal setiap batang 200–1000 mm
  • Suhu ruang 10–35 °C
  • Suhu pemanasan maksimum 60–300 °C
  • Logam (pelat dan kubus) Aluminium, Tembaga, Baja
  • Zat cair dalam labu Air berwarna, Etanol berwarna, Raksa
  • Suhu penangas air 30–75 °C
  • Suhu udara musim dingin -20–10 °C

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Dengan kenaikan suhu yang sama, batang mana yang bertambah panjang paling banyak dan mana yang paling sedikit?
  2. Jika panjang awal L₀ dilipatduakan, apa yang terjadi pada ΔL untuk kenaikan suhu yang sama?
  3. Mengapa bimetal tembaga–baja melengkung ke arah baja saat dipanaskan, dan bagaimana hal itu memadamkan lampu?

Simulasi terkait