7. Perhatikan gambar berikut. tembaga tembaga dipanaskan suhu ruang Berdasarkan gambar tersebut dapat di- simpulkan bahwa .... A. koefisien muai panjang besi lebih besar daripada tembaga B. koefisien muai panjang tembaga lebih besar daripada besi C. setelah dipanaskan, tembaga lebih tebal daripada besi D. setelah dipanaskan, besi lebih panjang daripada tembaga 

Pada soal di atas terdapat dua buah jenis logam yaitu besi dan tembaga yang ditempel menjadi satu. Gabungan kedua logam disebut keping bimetal. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Ketika keping bimetal dipanaskan ataupun didinginkan, keping akan melengkung. Untuk mengetahui arah lengkungan keping bimetal ketika dipanaskan, simak penjelasan berikut ini.

Identifikasi konsep

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda akibat adanya kenaikan suhu benda tersebut. Pemuaian yang terjadi pada benda padat salah satunya adalah pemuaian panjang. Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang awal benda, koefisien muai panjang dan kenaikan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda dipengaruhi oleh jenis benda itu sendiri. Secara matematis, hubungan antara panjang benda, suhu dan koefisien muai panjang dinyatakan sebagai berikut.
\(\alpha=\frac{\triangle l}{l_{0}\triangle T}\)
\(\triangle l=\alpha l_{0}\triangle T\)

Dengan,
\(\triangle l=l-l_{0}\)
\(\triangle T=T-T_{0}\)

Keterangan:
\(\alpha\) = koefisien muai panjang (/°C)
\(\triangle l\) = pertambahan panjang (m atau cm)
\(l_{0}\) = panjang awal (m atau cm)
l = panjang akhir setelah kenaikan suhu (m atau cm)
\(\triangle T\) = kenaikan suhu (°C)
\(T_{0}\) = suhu awal (°C)
T = suhu akhir (°C)

Berdasarkan persamaan di atas, kita peroleh hubungan koefisien muai panjang sebanding dengan pertambahan panjang suatu benda. Artinya, benda yang memiliki koefisien muai panjang lebih besar dapat memuai lebih panjang dibandingkan dengan benda yang memiliki koefisien lebih kecil, pada kondisi yang sama (panjang awal dan kenaikan suhu sama).

Keping bimetal adalah dua logam yang berbeda jenis digabungkan menjadi satu dengan cara dilas atau dipaku keling. Logam yang berbeda jenis tentunya memiliki koefisien muai panjang yang berbeda. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Ketika dipanaskan keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjang lebih kecil. Sebaliknya, ketika didinginkan keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjang lebih besar.

Misalnya terdapat keping bimetal yang terbuat dari perunggu dan baja yang memiliki koefisien muai panjang berbeda. Jika perunggu dan baja terpisah (tidak ditempel) kemudian dipanaskan maka perunggu menjadi lebih panjang daripada besi. Namun, jika perunggu dan besi ditempel kuat lalu dipanaskan maka gabungan logam (keping bimetal) melengkung ke arah baja. Baja memiliki koefisien muai panjang lebih kecil daripada perunggu. Koefisien muai panjang baja adalah 0,000011/°C, sedangkan koefisien muai panjang perunggu adalah 0,000019/°C.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-77/ChapId-644/LessonId-1547/ModuleId-2/QuestionCode-21HXBC86XW4/Prinsip kerja bimetal.png" />

Pada soal terdapat logam yang terdiri atas tembaga dan besi. Kedua logam tersebut ditempel kuat, memiliki panjang awal dan kenaikan suhu yang sama. Ketika kedua logam tersebut dipanaskan, gabungan logam melengkung ke arah besi, dimana tembaga berada di sisi luar karena tembaga lebih panjang. Tembaga memuai lebih panjang karena memiliki koefisien muai panjang yang lebih besar dibandingkan dengan besi. Seperti prinsip kerja bimetal, ketika dipanaskan bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai panjang lebih kecil.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-77/ChapId-644/LessonId-1547/ModuleId-2/QuestionCode-21HXBC86XW4/Leping bimetal tembaga besi.png" />

Pembahasan

Dengan demikian, berdasarkan gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa koefisien muai panjang tembaga lebih besar daripada besi. Tembaga yang memiliki koefisien muai panjang lebih besar akan memuai lebih panjang daripada besi, sehingga ketika kedua logam tersebut ditempelkan dan dipanaskan maka akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai panjang lebih kecil yaitu besi. Pilihan jawaban yang benar adalah (B).