Pemuaian Zat
Pemuaian adalah bertambahnya volume suatu zat akibat meningkatnya suhu zat. Semua zat umumnya akan memuai jika dipanaskan. Pemuaian zat padat, zat cair, dan gas menunjukkan karakteristik yang berbeda. Pemuaian dapat digambarkan sebagai berikut, jika sekelompok orang berdiri dan tidak bergerak mereka dapat berdiri berdekatan, sehingga tidak membutuhkan ruang yang besar, tetapi jika orang-orang tersebut mulai bergerak, maka akan dibutuhkan ruang yang lebih besar.
Hal ini terjadi jika suatu zat dipanaskan. Partikel-partikel zat bergerak lebih cepat, sehingga membutuhkan ruang yang lebih besar. Ruang yang ditempati partikel-partikel pembentuk zat bergantung pada suhunya.
Gambar : Sebuah gelas pecah yang disebabkan pemuaian yang tidak sama antara bagian dalam dan luar gelas
Pemuaian Zat Padat
A. Muai Panjang
Pemuaian zat terjadi ke segala arah, sehingga panjang, luas, dan ukuran volume zat akan bertambah. Untuk zat padat yang bentuknya memanjang dan berdiameter kecil, sehingga panjang benda jauh lebih besar daripada diameter benda seperti kawat, pertambahan luas dan volume akibat pemuaian dapat diabaikan. Dengan demikian, hanya pertambahan ukuran panjang yang diperhatikan. Pemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat disebut muai panjang. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang zat padat adalah Musschenbroek.
Gambar: Musschenbroek adalah alat untuk menyelidiki muai panjang zat
Alat ini mengukur muai panjang zat berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi tetap, sehingga ujung yang lain dapat bergerak bebas, ujung yang bebas akan mendorong sebuah jarum yang menunjuk ke skala saat memuai. Besar pemuaian dapat dilihat dari skala yag ditunjuk jarum. Makin besar pemuaian, maka makin besar perputaran jarum pada skala.
Gambar : Sebuah batang logam sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan
Pertambahan panjang suatu zat secara fisis :
Berbanding lurus dengan panjang mula-mula
Berbanding lurus dengan perubahan suhu
Bergantung dari jenis zat
Pertambahan panjang suatu zat secara matematis dapat dituliskan :
Pemuaian yang terjadi pada zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, atau muai volume. Pemuaian juga bergantung dari jenis bahannya (zat). Koefisien muai panjang aluminium jauh lebih besar daripada tembaga maupun besi sehingga pertambahan panjang yang terbesar terjadi pada aluminium (Al), tembaga (Cu), kemudian besi (Fe).
Artinya koefisien muai panjang
B. Muai Luas
Pada logam yang berbentuk lempengan tipis (berupa segiempat, segitiga, atau lingkaran), ukuran volume dapat diabaikan. Ketika lempengan tersebut mendapat pemanasan, maka dapat diamati hanya pemuaian luasnya saja. Dengan kata lain, zat padat tersebut mengalami muai luas.
Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat terpasang sangat rapat pada bingkai. Benda yang mengalami muai luas akan menjadi lebih besar daripada semula.
Pemuaian yang terjadi pada sebuah benda padat jika ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang dan lebarnya, maka yang terjadi adalah muai luas.
Pertambahan luas suatu zat bila dipanaskan akan :
Berbanding lurus dengan luas mula-mula
Berbanding lurus dengan perubahan suhu
Bergantung dari jenis zat
Pertambahan luas yang terjadi apabila benda menerima panas, secara matematis dapat dituliskan:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar