Jenis, Rumus dan Contoh Pemuaian Zat Padat, Cair serta Gas
Jenis, Rumus dan Contoh Pemuaian Zat Padat, Cair serta Gas.
1. Pemuaian Zat Padat
- Pemuaian Pada Zat Padat
Zat padat dapat mengalami pemuaian dan gejala ini sangat sulit diamati secara langsung, tetapi seringkali kita dapat melihat pengaruhnya. Misalnya, pada saat kita menuangkan air panas kedalam gelas, tiba-tiba gelas itu retak. Retaknya gelas tersebut diakibatkan karena adanya pemuaian yang tidak merata pada gelas tersebut. Apa yang terjadi kepada atau terhadap suatu benda jika suhunya berubah? salah satu perubahan yang terjadi pada benda ialah ukuran benda tersebut. Jika suhu benda naik, secara umum ukuran benda bertambah. peristiwa ini disebut dengan Pemuaian.
Pada umumnya, benda atau zat padat akan memuai atau mengembang jika dipnaskan dan menyusut jika didinginkan. Pemuaian dan penyusutan benda itu terjadi pada semua bagian benda, yaitu panjang, lebar, dan tebal benda tersebut. Jika benda padat dipanaskan, suhunya akan naik. Pada suhu yang tinggi, atom dan molekul penyusun logam tersebut akan bergerak lebih cepat dari biasanya sehingga logam tersebut akan memuai kesegalah arah.
Para perancang bangunan, jembatan, dan jalan raya harus memperhatikan sifat pemuaian dan penyusutan bahan karena perubahan suhu. jembatan umumnya terbuat dari besi baja yang saling disambungkan satu dengan yang lain. Untuk itu, agar sambungna besi baja tidak melengkung karena memuai akibat terik panas matahari atau menyusut dimalam hari, sambungan -sambungan besi baja tidak boleh dipasang saling rapat satu dengan yang lainnya. harus ada rongga yang cukup diantara sambungan tersebut.
Bimetal dibuat berdasarkan sifat pemuaian zat padat. Bimetal antara lain dimanfaatkan pada termostat. Prinsip kerja termostat adalah sebagai berikut.
Baca juga : Jenis-Jenis Termometer Dan Kegunaannya
Jika udara diruang dingin maka keping bimetal akan menyusut, membengkok kekiri dan menyentuh logam biasa sehingga kedua ujungnya saling bersentuhan. Sentuhan antara kedua ujung logam itu menjadikan rangkaian tertutup dan menyalakan pemanas sehingga ruangan menjadi hangat. jika untuk mengontrol ruangan berpendingin, cara kerjanya serupa. saat ruangan mulai panas, termostat membengkok dan menghubungkan aliran listrik sehingga pendingin kembali bekerja.
Besaran yang menentukan pemuaian panjang zat padat adalah koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang zat padat adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang tiap satu satuan panjang zat itu jika suhunya dinaikkan 1 derajat celcius. Sebagai contoh, jika muai panjang kaca 9 x 10-6 /derajat celcius berarti jika satu meter kaca suhunya bertambah 1 derajat celcius maka panjangnya bertambah 0,000009 meter.
 |
| Jenis dan Contoh Pemuaian Zat Padat, Cair serta Gas. |
Jenis Pemuaian Pada Zat Padat
Muai Panjang / Muai Linear Zat Padat
Muai panjang berbagai macam benda padat dapat diselidiki dengan alat Musschenbroek. Jika batang logam yang dipasang pada alat Musschenbroek dipanaskan maka batang logam akan bertambah panjang. Namun, pertambahan panjang batang logam yang satu dengan yang lain berbeda. Artinya, tingkat pemuaian logam-logam tersebut juga berbeda. Logam yang paling besar pemuaiannya akan mendorong jarum penunjuk hingga berputar paling jauh, sedangkan logam yang pemuaiannya paling kecil akan mendorong jarum penunjuk berputar paling dekat. Jika digunakan batang logam aluminium, baja, dan besi maka logam aluminium memuai paling besar, sedangkan besi adalah logam yang memuai paling kecil.
 |
| Jenis dan Contoh Pemuaian Zat Padat, Cair serta Gas. |
- Pemuaian Luas dan Volume Zat Padat
Jika suatu benda berbentuk lempengan dipanaskan, pemuaian terjadi pada kedua arah sisinya. Pemuaian semacam ini disebut dengan pemuaian luas. Pemasangan pelat-pelat logam selalu memperhatikan terjadinya pemuaian luas.
Bagaimanakah pemuaian yang dialami pada kelereng dan balok besi jika dipanaskan? Benda benda yang berdimensi tiga ( memiliki panjang lebar dan tinggi ) akan mengalami muai ruang jika dipanaskan. pemuaian ruang memiliki koefisien muai tiga kali koefisien muai panjang. balok baja jika dipanaskan akan memuai dengan koefisien muai sebesar 0,000033/derajat celcius
Pernakah kalian menjumpai daun pintu tidak dapat ditutup pada bingkai pintunya? kaca jendela tidak dapat masuk kedalam bingainya? hal itu terjadi karena pemasangan daun pintu dan jendela terlalu rapat dengan bingkainya sehingga ketika terjadi pemuaian atau penyusutan tidak tersedia lagi ruang atau rongga yang cukup untuk daun pintu tersebut.
Perlu kita ketahui bahwa partikel -pertikel zat padat selalu bergerak ( bergetar ). Gerakan partikel makin cepat sehingga memerlukan ruangan antara partikel yang lebih besar. jarak antara partikel makin besar, zat padat itu memuai, bertambah panjang, bertambah luas dan akhirnya bertambah volumenya.
Berikut adalah Rumus - Rumus yang berlaku yaitu :
1. Pemuaian Panjang
Keterangan :
L = Panjang akhir benda (m)
L0 = panjang mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
Pemuaian Luas
Pemuaian luas merupakan pertambahan luas benda akibat peningkatan suhu. Pemuaian luas terjadi pada benda luas yang tipis seperti pada plat logam. Rumusnya yaitu sebagai berikut :
Keterangan :
A = Luas akhir benda (m)
A0 = Luas mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
Pemuaian Volume
Pemuaian volum merupakan pertambahan volume benda akibat peningkatan suhu. Pemuaian volume terjadi pada benda yang volumenya tidak dapat diabaikan seperti logam berbentuk kubus. Dan juga terjadinya pada zat cair dan zat gas. Rumusnya yaitu sebagai berikut :
Keterangan :
V = Volume akhir benda (m)
V0 = Volume mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
2. Pemuaian Zat Cair dan Gas
Sebagaimana zat padat, zat cair juga mengalami pemuaian jika dipanaskan. bahkan, pemuaian zat cair relatif lebih mudah atau lebih cepat teramati dibandingkan dengan pemuaian pada zat padat. Gas juga memuai jika dipanaskan. Sifat pemuaian gas harus diperhatikan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika memompa ban sepeda jangan terlalu keras, seharusnya sesuai ukuran sebab jika suhu didalam ban berubah menjadi panas maka dapat membuat ban tersebut meletus karena terjadinya pemuaian dan perlu diketahui pula bahwa botol kemasan sirup, kecap, saos dan lainnya tidak pernah terisi penuh agar tidak tumpah saat memuai.
Demikianlah penjelasan singkat diatas semoga bermanfaat dan mohon bantu share artikel ini. terimakasih dan sukses selalu menyertai anda.
Sumber : KEMENDIKBUD