Pemuaian

Pada saat suatu benda mengalami peningkatan temperatur (dipanaskan), maka benda tersebut akan mengalami pemuaian. Pada saat benda mengalami pemuaian, maka panjang/luas/volume dari benda tersebut akan mengalami pertambahan.

Sebaliknya, apabila benda tersebut mengalami penurunan temperatur (didinginkan) maka benda tersebut akan berkontraksi. Ketika suatu benda berkontraksi maka panjang/luas/volume dari benda tersebut akan mengecil.

Lalu bagaimanakah suatu benda dapat memuai ataupun berkontraksi?

Telah kita ketahui bahwa suatu benda tersusun atas bagian terkecil yang disebut Atom. Pada keadaan suhu ruangan atom-atom tersebut bervibrasi/bergetar pada tempatnya masing-masing. Ketika suatu benda dipanaskan, maka atom-atom tersebut akan menyerap energi panas sehingga getaran dari atom tersebut akan semakin besar. Atom-atom tersebut akan bertumbukan satu sama lain sehingga jarak antar keduanya akan menjadi lebih renggang. Semakin renggangnya jarak antar atom inilah yang menyebabkan benda tersebut menjadi semakin bertambah ukurannya (memuai).

Sebaliknya, ketika suatu benda didinginkan, maka energi panas pada benda tersebut akan dikeluarkan ke lingkungan, sehingga energi dari atom-atom tersebut menjadi berkurang. Berkurangnya energi ini berdampak pada semakin lemahnya vibrasi/getaran atom. Sehingga tumbukan yang terjadi juga semakin berkurang dan atom-atom pun menjadi semakin rapat. Oleh karena itulah ukuran benda akan menjadi lebih kecil (benda berkontraksi).

Baik zat cair, padat, maupun gas akan memuai jika dipanaskan dan akan berkontraksi jika didinginkan.

Akan tetapi khusus pada air terdapat perbedaan pada pemuaiannya, hal ini dikenal sebagai ANOMALI AIR.

Terdapat tiga macam pemuaian, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

Pertambahan panjang/luas/volume pada tiap zat berbeda nilainya. Hal ini tergantung pada nilai koefisien muai masing-masing zat. Koefisien muai suatu zat menunjukkan pertambahan panjang suatu zat tiap derajat celcius.

A. Pemuaian Panjang.

Pemuaian panjang adalah pemuaian yang terjadi dalam arah satu dimensi. Sesuai dengan namanya, pada pemuaian ini suatu benda mengalami pertambahan panjang ketika dipanaskan. Secara matematis, besar muai panjang suatu material dapat dituliskan sebagai berikut.

∆l = l₀

Dengan ∆l meyatakan pertambahan panjang suatu benda, l₀ menyatakan panjang awal dari suatu benda. Menyatakan koefisien muai panjang, dan ∆T menyatakan perubahan suhu/temperatur.

B. Pemuaian Luas.

Pemuaian luas adalah pemuaian yang terjadi dalam arah dua dimensi (panjang dan lebar). Pada pemuaian luas, suatu plat akan mengalami pertambahan luas ketika dipanaskan dan akan mengalami pengurangan luas apabila didinginkan. Secara matematis, pemuaian luas pada suatu plat dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan :

A : Luas plat setelah memuai (m² atau cm²)

∆A : Pertambahan luas (m² atau cm²)

A₀ : Luas plat pada temperatur awal (m² atau cm²)

: Koefisien muai luas (°C^-1)

: Koefisien muai panjang (°C^-1)

∆T : perubahan temperatur (°C)

B. Pemuaian Volume.

Pemuaian volume adalah pemuaian yang terjadi dalam arah tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi). Pada pemuaian volume, ketika suatu zat dipanaskan makan akan mengalami pertambahan volume. Serta akan mengalami penurunan volume apabila didinginkan. Secara matematis, pemuaian volume dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

V : Volume zat setelah memuai (m³ atau cm³)

V₀ : Volume awal zat sebelum memuai (m³ atau cm³)

∆V : Pertambahan volume (m³ atau cm³)

: Koefisien muai panjang (°C^-1)

: Koefisien muai volume (°C^-1)

∆T : perubahan temperatur (°C)

Categories: Fisika, Pemuaian