Pemuaian zat

Pemuaian merupakan perubahan panjang, luas, dan volume suatu benda karena adanya perubahan suhu. Ketika suhu benda meningkat, partikel dalam benda bergerak lebih cepat dan menyebabkan jarak antar partikel menjadi lebih besar. Hal ini menyebabkan benda "meluas" atau memuai.

Apabila suhu kembali ke awal, atau didinginkan maka benda tersebut akan menyusut.

Pemuaian zat terjadi ketika seluruh bagian dari benda memuai secara merata. Misalnya, ketika kita panaskan sebuah gelas kaca, gelas tersebut akan memuai dengan cara yang seragam di seluruh permukaannya.

Alat yang digunakan untuk mengukur pemuaian (pemuaian panjang) pada benda padat adalah musschenbroek.



Link Praktik pemuaian dengan musschenbroek

Pemuaian Panjang

Pemuaian panjang terjadi ketika suatu benda memanjang karena perubahan suhu. Contohnya, ketika besi dipanaskan, panjang besi akan bertambah karena partikel-partikelnya menjadi lebih aktif.



Koefisien muai panjang benda

Koefisien muai panjang (α) adalah bilangan yang menyatakan seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan setiap satuan panjang jika suhunya naik 1 °C.

Setiap bahan memiliki nilai keofisien muai panjang tertentu. berikut nilai koefisien muai panjang beberapa bahan :

Pemuaian Luas

Pemuaian luas terjadi ketika suatu benda memuai dengan cara yang lebih mendatar atau memperluas secara luas. Misalnya, pada jembatan besi, saat suhu meningkat, panjang dan lebar jembatan dapat memuai sehingga dapat mempengaruhi keamanan dan kestabilan jembatan.

Pemuaian volume



Pemuaian Zat Cair

Zat cair juga mengalami pemuaian ketika dipanaskan. Namun, pemuaian zat cair lebih kompleks karena cairan memiliki volume tetap, tetapi mengalami perubahan bentuk ketika dipanaskan.

Pemuaian Zat Gas

Ketika gas dipanaskan, partikel-partikelnya memiliki energi kinetik yang sangat tinggi sehingga jarak antar partikel semakin besar, menyebabkan gas memuai dengan sangat cepat dan mengisi seluruh ruang yang tersedia.

Pemahaman tentang suhu, kalor, dan pemuaian adalah penting untuk memahami bagaimana energi termal berperilaku dan mempengaruhi benda-benda di sekitar kita. Dengan pemahaman ini, kita dapat lebih menghargai berbagai fenomena termal yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari serta menerapkannya dalam berbagai bidang  ilmu, teknologi, dan industri.

Contoh penerapan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari

1. Balon udara.
Balon udara dapat terbang jika udara di dalam balon dipanaskan.

2. Celah kecil pada rel kereta api.

Rel kereta api terbuat dari logam yang dapat memulai karena panas atau mengalami ekspansi termal. Ketika siang hari yang panas, suhu udara yang panas akan membuat logam pembuatan rel memuai.

3. Keping bimetal.
Keping bimetal adalah kepingan berupa dua buah logam dengan konkoefisien pemuaian yang berbeda. Kedua logam bimetal akan memuai secara berbeda pada suhu yang sama. Keping bimetal digunakan sebagai sensor suhu, alarm kebakaran, dan termostat.


4. Celah kecil pada jembatan dan jalan beton. Jembatan dan beton terbuat dari material yang dapat memuai seperti logam. Saat musim panas dan siang hari, panas matahari dapat memuaikan logam dalam jembatan dan jalan beton.
Hal tersebut dapat membuat jembatan dan jalanan menjadi melengkung, retak, maupun patah yang kemudian memberikan dampak buruk bagi pengguna jalan. Sehingga, pada konstruksi jembatan dan jalan beton dibuat celah kecil yang memungkinkan logam untuk memuai tanpa merusak konstruksinya
5. Celah pada jendela
Kaca dapat mengalami pemuaian jika mengalami pertambahan panas. Sehingga, kaca yang dipasang pada rumah dan bangunan diberikan celah kosong (tidak langsung bersentuhan dengan kayu). Hal tersebut bertujuan memberikan ruang jika kaca memuai, sehingga kaca tidak akan pecah saat terjadi pemuaian.

6. Pengelingan plat logam, yaitu menyambung dua plat logam dengan menggunakan paku keeling. 

7. Pemasangan kawat PLN dan telepon harus kendur, karena bila pada saat dingin akan menyusut

8.Dengan sifat pemuaian zat cair, raksa da alcohol dapat dijadikan zat pengisi thermometer. Pada saat dikenai panas raksa dan alcohol memuai (naik) dan pada saat menerima dingin raksa dan alcohol menyusut (turun).

CONTOH  SOAL

1. Sebatang baja panjangnya 2 meter dengan suhu 40 0C dipanaskan sehingga suhunya menjadi 70 0C. Diketahui keofisien muai panjang baja adalah 1,1 x 10^-5 / oC. Berapakah panjang benda setelah dipanaskan ?

Jawab :