Sebuah bejana baja volumenya 5 liter, diisi penuh alkohol. Suhu awal bejana 0⁰C. Jika koefisien muai panjang baja adalah  0,000011(⁰C)^-1,  koefisien muai alkohol = 0,001(⁰C)^-1 dan bejana dipanaskan sampai 70⁰C, analisislah permasalahan ini, apakah volum alkohol akan tumpah? Berapa volum alkohol yang tumpah? Catatan, analisis kemampuan pemecahan masalah mencakup visualisasi masalah yang menunjukkan bukti pemahaman konsep, deskripsi fisika, kesesuaian penyelesaian (persamaan) dengan deskripsi, rencana solusi yang masuk akal, dan perkembangan logika.

Penyelesaian:

Visualisasi masalah: Variabel-variabel yang teridentifikasi:

Volume panci,  suhu, ditanyakan volume alkohol tumpah

Diketahui: Vo baja = Vo alkohol = 5 liter

Δt = 70^oC - 0^oC = 70^oC

α _baja = 1,1 . 10^-5/^oC

(γ _baja =3 α _baja  =3,3 . 10^-5/^oC)

γ _alkohol = 0,1 .10^-2/^oC

Ditanya: V alkohol yang tumpah = ...?

Jawab:

  Deskripsi Fisika:

a.      Tumpahnya alkohol dari bejana terjadi karena adanya proses pemuaian. Alkohol dan bejana merupakan zat yang akan mengalami pemuaian apabila dipanaskan, yakni pemuaian volum. Pada kondisi awal, bejana penuh terisi alkohol. Seperti yang diketahui bahwa koefisien muai volum bejana lebih kecil dari pada koefisien muai volum alkohol, ini artinya bahwa alkohol akan memuai lebih besar dibandingkan dengan bejana pada kondisi yang sama. Dengan demikian setelah adanya proses pemanasan akan mengakibatkan beberapa bagian alkohol tumpah dari bejana.

Kesesuaian persamaan dengan deskripsi

b. Perencanaan untuk menentukan volum alkohol yang tumpah:

- menentukan volume akhir alkohol dengan persamaan

- menentukan volume akhir bejana dengan persamaan

Mengurangkan hasil perhitungan volume akhir alkohol dengan volume akhir bejana sehingga diperoleh volume alkohol yang tumpah.

Rencana solusi yang masuk akal

Menentukan volum alkohol yang tumpah

Menentukan volume akhir alkohol

Menentukan volume akhir bejana

Perkembangan logika

Alkohol yang tumpah:

Jadi banyaknya alkohol yang tumpah selama proses pemanasan adalah 0,33845cm³.
 Volume alkohol yang tumpah =  5,01155 liter - 5,0825 liter

                                             = 0,07095 liter = 70,95 cm³.