Silinder gelas pada 00 C berisi 100 gram air raksa

Berikut ini adalah pertanyaan dari Asephidayah9310 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Pertama

Silinder gelas pada 00 C berisi 100 gram air raksa sedang pada 200 C berisi penuh 99,7 gram air raksa. Jika koefisien muai ruang air raksa 18 x 10 –5 / 0C, berapa koefisien muai panjang gelas ?

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Kalor merupakan energi panas yang dapat ditranfer melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Pada materi ini ada beberapa poin yang perlu dipelajari diantaranya Asas Black, Pemuaian dan Laju Kalor

Asas black berbunyi “Jumlah kalor yang dilepas oleh materi yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh materi yang suhunya lebih rendah” atau dapat disederhanakan bahwa kalor serap akan sama dengan kalor lepas suatu campuran. Asas ini memenuhi persamaan

$Q_{lepas} = Q_{terima}\\(mc\Delta T)_{lepas} = (mc\Delta T)_{terima}$

Pemuaian merupakan pertambahan dimensi panjang, luas maupun volume akibat adanya perubahan suhu. Setiap benda memiliki konstanta pemuaian yang berbeda sehingga pada benda yang berbeda meskipun perubahan suhunya sama akan mengalami perubahan dimensi yang berbeda beda

Sedangkan Laju kalor ada yang bersifat konduksi pada zat padat, konveksi pada zat cair atau gas dan radiasi tanpa perantara. Laju aliran kalor pada suatu benda juga akan berbeda beda, selain ditentukan dari perbedaan suhu juga ditentukan oleh karakteristik suatu bahan yang disebut koefisien konduksi, koefisien konveksi dan emisivitas pada radiasi

Pembahasan

Masa jenis raksa adalah 13,6 g/cm^3,

Pada soal ini massa raksa yang tumpah adalah 0,3 g, massa yang tumpah ini berasal dari volume yang tumpah akibat selisih pemuaiannya maka koefisien panjang gelas ( $\alpha$ )

$V_{tumpah}=\Delta V\\\frac{m_{tumpah}}{\rho} =(\gamma -3\alpha)V_o*\Delta T\\\frac{m_{tumpah}}{\rho} =(\gamma -3\alpha)*\frac{m_{awal}}{\rho}*\Delta T\\0,3=(18*10^{-5}-3\alpha )*100*20\\15*10^{-5}=18*10^{-5}-3\alpha\\3*10^{-5}=3\alpha \\\alpha =10^{-5}/C$