PEMUAIAN ZAT CAIR DAN ANOMALI AIRElba Salsabiila (140310130017)Program Studi Fisika, FMIPA Universitas PadjadjaranSenin, 17 November 2014Asisten : Aditya Permana

ABSTRAKSeperti halnya zat cair lain, air murni akan memuai ketika dipanaskan pada rentang suhu tertentu dan akan menyusut ketika didinginkan. Namun ada suatu keanehan yang terjadi pada air murni di rentang 0-40 Celcius, yaitu penyusutan volume ketika suhu dinaikan dan pemuaian volume ketika suhu diturunkan. Peristiwa ini dinamakan anomali airPada praktikum ini kami akan meneliti peristiwa anomali air dengan cara mengambil data ketinggian air dalam sebuah tabung peraga ketika suhu diturunkan dan dinaikan. Lalu data tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik hingga terlihat lengkungan didalam suatu rentang yang merepresentasikan peristiwa anomali air itu terjadi. Dari data itu kita dapat pula menentukan koefisien muai cair untuk jenis air murni. Selanjutnya dapat kita hitung massa air ketika penurunan dan penaikan suhu, dapat dihitung dengan cara mengalikannya dengan massa jenis air di setiap suhunya lalu mendapatkan harga massa terbaiknya.Kata kunci : Pemuaian. Pemuaian zat Cair, Anomali Air, Koefisien muai Cair

I. II. PENDAHULUANSuatu zat ketika ditambahkan kalor hingga bertambah suhunya, maka zat tersebut akan mengalami pemuaian. Begitu pula dengan air. Namun ada peristiwa pengecualian pada saat air dalam suhu 00-40 C. Air akan menyusut selama kenaikan suhu di rentang tersebut. Peristiwa ini disebut anomali air.Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui bagaimana caranya meengukur volume zat cair, dan untuk memahami peristiwa anomali air.III. TEORI DASARPemuaian zat adalah peristiwa perubahan geometri dari suatu benda karena pengaruh kalor. Perubahan geometri ini bisa meliputi bertambahnya panjang, luas, ataupun volume. Ada tiga jenis pemuaian, yaitu pemuaian padat, cair, dan gas.[1]a. Pemuaian Padat, merupakan peristiwa bertambahnya panjang, lebar, dan volume karena suhu. Ada 3 jenis pemuaian zat padat :i. Pemuaian panjang, besarnya muai panjang bergantung pada konstanta muai zat dan nilai konstanta tersebut berbeda untuk tiap bahan. Dirumuskan :

ii. Pemuaian Luas, dirumuskan dengan :

Dengan iii. Pemuaian Volume, dirumuskan dengan :

Dengan b. Pemuaian Cair, merupakan pemuaian volume. Ini disebabkan karena sifat air sendiri yang berubah-uubah waujud sesuai tempatnya. Perumusannya sama dengan pemuaian volum zat padat, hanya berbeda nilai nya.c. Pemuaian Gas, berbeda dengan pemuaian padat dan cair, pada pemuaian gas ada variabel yang mempengaruhi pemuaian, yaitu P (tekanan).

Anomali AirSebuah benda akan memuai ketika dipanaskan dan akan menyusut ketika didinginkan. Begitu pula dengan air. Namun itu tidak terjadi pada suhu 00-40 C. Peristiwa ini dinamakan anomali air.Ketika sebuah benda menyusut, maka massa jenis benda bertambah. Pada kondisi air, air memiliki massa jenis paling besar pada suhu 40 C. Maka volumenya akan menyusut di penaikan 00-40 C. IV. PERCOBAANMetode EksperimenPada percobaan kali ini pertama-tama kita menyiapkan air di tabung peraga dan alat-alat lainnya. Kemudian kami taruh es batu dalam kotak untuk menurunkan suhunya. Saat suhu mencapai 160 C, maka perubahan ketinggiannya mulai diambil datanya.Alat Tabung Peraga Anomali sebagai tempat mengukur kenaikan / penurunan volume Pengaduk Magnetik, untuk meratakan kalor dalam tabung Pengukur Temperatur, untuk mengukur suhu sistem Statif, untuk menyangga tabung Es, sebagai pendingin air Air, sebagai objek yang akan diteliti Kotak Pendingin, sebagai wadah es untuk mendinginkan air saat penurunan suhuV. DATA DAN ANALISAPenurunan Temperatur

THTHgg rata-rata

1634000,0345763

15,8340,200

15,6340,400

15,4340,600

15,2340,800

1534100

14,8341,200

14,6341,400

14,4341,600

14,2341,800

1434200

13,833,52,20,50,006684

13,633,22,40,80,009804

13,433,12,60,90,010181

13,232,62,81,40,014706

1332320,019608

12,831,23,22,80,025735

12,6313,430,025952

12,430,33,63,70,030229

12,2303,840,03096

1229,544,50,033088

11,829,14,24,90,034314

11,628,54,45,50,036765

11,428,34,65,70,036445

11,227,74,86,30,038603

1127,356,70,039412

10,826,55,27,50,042421

10,626,15,47,90,043028

10,425,65,68,40,044118

10,2255,890,045639

1024,569,50,046569

9,8246,2100,047438

9,623,66,410,40,047794

9,423,16,610,90,048574

9,2236,8110,047578

923,1710,90,045798

8,824,27,29,80,040033

8,67,4340,135135

8,47,6340,131579

8,27,8340,128205

88340,125

7,88,2340,121951

7,68,4340,119048

7,48,6340,116279

7,2288,860,020053

727,296,80,022222

6,826,59,27,50,023977

6,625,69,48,40,026283

6,425,49,68,60,026348

6,2259,890,027011

624,5109,50,027941

5,82410,2100,028835

5,623,710,410,30,029129

5,423,410,610,60,029412

5,223,210,810,80,029412

522,61111,40,030481

4,822,511,211,50,0302

4,622,211,411,80,030444

4,42211,6120,030426

4,221,911,812,10,03016

421,61212,40,030392

3,821,512,212,50,030135

3,621,512,412,50,029649

3,421,512,612,50,029178

3,22212,8120,027574

32213120,027149

2,822,413,211,60,025847

2,622,513,411,50,025241

2,422,813,611,20,024221

2,22313,8110,023444

223,71410,30,021639

1,824,414,29,60,019884

1,625,214,48,80,017974

1,426,414,67,60,01531

Penaikan Temperatur

THTHGg rata-rata

1,428,314,600,03407667

1,628,714,40,40,000982

1,82914,20,70,001742

229,5141,20,003029

2,23013,81,70,004353

2,430,513,62,20,005716

2,63113,42,70,00712

2,831,813,23,50,009369

332,5134,20,011416

3,23412,85,70,015735

3,43412,65,70,015985

3,63412,45,70,016243

3,83412,25,70,016509

434125,70,016784

4,23411,85,70,017069

4,43411,65,70,017363

4,63411,45,70,017668

4,83411,25,70,017983

534115,70,01831

5,23410,85,70,018649

5,43410,65,70,019001

5,63410,45,70,019367

5,83410,25,70,019746

634105,70,020141

6,2349,85,70,020552

6,4349,65,70,020981

6,6349,45,70,021427

6,8349,25,70,021893

73495,70,022379

7,2348,85,70,022888

7,4348,65,70,02342

7,6348,45,70,023978

7,8348,25,70,024563

83485,70,025177

8,2347,85,70,025822

8,4347,65,70,026502

8,6347,45,70,027218

8,8347,25,70,027974

93475,70,028773

9,2346,85,70,02962

9,4346,65,70,030517

9,6346,45,70,031471

9,8346,25,70,032486

103465,70,033569

10,2345,85,70,034726

10,4345,65,70,035967

10,6345,45,70,037299

10,8345,25,70,038733

113455,70,040283

11,2344,85,70,041961

11,4344,65,70,043786

11,6344,45,70,045776

11,8344,25,70,047956

123445,70,050353

12,2343,85,70,053004

12,4343,65,70,055948

12,6343,45,70,059239

12,8343,25,70,062942

133435,70,067138

13,2342,85,70,071933

13,4342,65,70,077467

13,6342,45,70,083922

13,8342,25,70,091552

143425,70,100707

14,2341,85,70,111896

14,4341,65,70,125883

14,6341,45,70,143867

14,8341,25,70,167845

AnalisaPada pengolahan data yang telah dilakukan, dapat dilihat hubungan volume air terhadap suhu dalam grafik H-T (dengan mengasumsikan H sebagai volumenya) dibawah ini :

Untuk grafik yang pertama, terdapat sebuah lengkungab dari rentang suhu 0-50 C yang menunjukkan peritiwa anomali air. Namun uniknya peristiwa ini terjadi dua kali. Dari data, peristiwa ini terjadi pula pada suhu 90-6,40 C. Garis yang putus pada grafik disebabkan oleh data yang tidak dapat diambil dari termometer dikarenakan termometer tidak menunjukkan data yang valid selama rentang suhu tersebut.

Sedangkan untuk grafik kedua, tidak menunjukkan adanya lengkungan apa suhu disekitar 40 C, tetapi malah menunjukkan tidak ada garis lurus seolah tidak ada perubahan volume selama penaikan suhu. Ini terjadi karena tabung peraga yang tidak terisi penuh pada saat percobaan berlangsung. Hal ini berakibat pada terjadinya geloembung-gelembung udara dalam tabung peraga yang terpertangkap diantara air, sehinggga tidak terjadi penurunan/penyusutan volume. Jadi bisa dikatakan, sebenarnya terjadi penyusutan volume di suhu 3,2 0 C.Selanjutnya, dari pengolahan data diatas kita mendapatkan nilai koefisien muai terbaik sebesar dan . Disini dapat dilihat bahwa koefisien muai air berada di sekitar 0,34/0 C.Dari data yang didapat kita juga dapat menghitung jumlah massa air yang kita gunakan untuk percobaan ini. Namun seharusnya massa air berkurang pada saat penaikan temperatur karena airnya tumpah dari tabung peraga. Ini dikarenakan pengasumsian yang kurang tepat mengenai H menjadi Volume (jika dipergunakan untuk perhitungan massa air) karena dimensi H berbeda dengan dimensi Volume.Peristiwa anomali air pada percobaan ini tidak terjadi tepat di suhu 00-40 C, ini dikarenakan kemampuan lingkungan yang tidak dapat mencapai 00 C. Hal ini juga dikarenakan panas dari lingkungan yang mempengaruhi sistem sehingga tidak berada dalam adiabatik, dan sebagainya.VI. KESIMPULANDari Percobaan yang telah dilakukan, volume dan massa air telah terukur dengan cara mengambil data ketinggian air dalam tabung peraga saat penaikan dan penurunan suhu.Dari percobaan ini juga telah dipahami konsep dari anomali air, yaitu pengecualian kejadian pada air saat berada di rentang suhu 00-40 C, namun pada percobaan ini rentangnya bergeser dikarenakan pengaruh eksternal lingkungan.

Daftar Pustaka[1] Anomali Air. Gurumuda.net/anomali-air.htm. (waktu akses : 3 November 2014 pukul 14.00 WIB)[2] Pemuaian Zat Padat, Cair, dan Gas. 24 Januari 2013. Rumushitung.com/2013/01/24/pemuaian-zat-padat-cair-gas. (waktu akses : 3 November 2014 pukul 13:35 WIB)