Michael akan merebus air menggunakan panci yang terbuat dari besi. Michael mengisi panci dengan air sebanyak 3/4 volume panci. Diketahui koefisien muai volume air sebesar 0,00021/°C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/°C. Panci akan dipanaskan sampai air mendidih. Jika suhu mula-mula panci dan air sebesar 20°C, peristiwa yang akan terjadi adalah .... a. air tidak akan tumpah b. air tumpah 0,00288Vo c. air tumpah 0,0126Vo d. air tumpah 0,7626Vo

Question

Jawaban yang benar adalah A. Air tidak akan tumpah.

Diketahui:

T1 = 20°C

T2 = 100°C (air mendidih)

Vair = 3/4 Vpanci

γ air = 0,00021 = 21 x 10^-5 /°C

α panci = 0,000012/°C = 12 x 10^-6 /°C

Ditanya:

Peristiwa yang terjadi = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah pemuaian zat. Ketika benda diberikan kalor, maka benda akan mengalami pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda saat benda tersebut mengalami kenaikan suhu akibat dipanaskan. Salah satu dampak pemuaian adalah ukuran volume benda. Perubahan volume pada pemuaian benda cair dirumuskan oleh:

ΔV = Vo x γ x ΔT

ΔV = Vo x (3α) x ΔT,

dengan:

Vo= volume awal (m^3)

ΔV = pertambahan volume (m^3)

α = koefisien muai panjang zat (/°C)

γ = koefisien muai volume zat (/°C)

T1 = suhu awal (°C)

T2 = suhu akhir (°C).

Berdasarkan penjelasan di atas, hitung pertambahan volume dan volume akhir masing-masing zat.

1. Air

ΔV = Vo x γ x ΔT

ΔV = (3/4) Vo x 21 x 10^-5 x (100-20)

ΔV = 1260 Vo x 10^-5

ΔV = 0,0126Vo.

V air = 3/4 Vo + 0,0126Vo

V air = 0,7626Vo.

2. Panci

ΔV = Vo x (3α) x ΔT

ΔV = Vo x (3 x 12 x 10^-6) x (100-20)

ΔV = 2880 Vo x 10^-6

ΔV = 0,00288Vo.

V panci = Vo + 0,00288Vo

V panci = 1,00288Vo.

Terlihat bahwa pada keadaan akhir, volume air lebih kecil daripada volume panci, yaitu 0,7626Vo < 1,00288Vo. Ini menunjukkan bahwa tidak ada air yang tumpah dari panci.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa