PEMUAIAN ~ Fisika Berbagi

Pemuaian zat padat dapat dibedakan menjadi pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume. penjelasan tentang ketiga pemuaian tersebut sebgai berikut.

PEMUAIAN PANJANG

Batang logam yang dipanaskan akan mengalami pertambahan panajang pada batang tersebut dinamakan peritiwa pemuaian panjang. Pemuaian panjang logam dapat diamati dengan alat yang disebut Musschenbroek. Dengan menggunakan alat tersebut dapat diketahui bahwa pertambahan panjang logam bergantung pada:

Panjang logam/zat mula-mula
Kenaikan suhu, dan
Jenis bahan

Jika diketahui suatu benda dengan panjang awal Lo, koefisien muai panjang α, dan kenaikan suhu Δt, maka pemuaian panjang benda tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut.

ΔL = Lo.α.Δt

Sedangkan panjang benda setelah memuai adalah sebagai berikut

L = Lo + ΔL

atau

L = Lo {1 + α.Δt)

Jika diketahui suhu awal benda t₁ dan suhu akhir benda t₂ maka Δt = t₂– t₁
Misal diketahui sebatang besi panjangnya 100 cm. Koefisien muai panjang besi 0.000017 /°C. Besi tersebut dipanaskan hingga kenaikan suhunya 200°C. Pertambahan panjang besi tersebut setelah memuai dapat dihitung sebagai berikut.

Lo = 100 cm α = 0,000017 /°C Δt = 200 °C ΔL = Lo. α. Δt = (100).(0,000017)(200) = 0,34 cm

Panjang besi setelah memuai dapat dihitung sebagai berikut.

L = Lo + ΔL = 100 + 0,34 = 100,34 cm

Untuk lebih paham bagaimana proses terjadinya pemuaian panjang, perhatikan animasi dibawah ini!

PEMUAIAN LUAS

Pengertian pemuaian luas adalah bertambahnya ukuran luas permukaan suatu benda karena perubahan suhu. Jika diketahui suatu benda dengan luas permukaan awal Ao, koefisien muai luas β, dan kenaikan suhu Δt, maka pemuaian luas benda tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut.

ΔA = Ao.β.Δt

Sedangkan luas permukaan benda setelah memuai adalah sebagai berikut

A = Ao + ΔL

atau

A = Ao {1 + β.Δt)

Didefinisikan koefisien muai luas adalah dua kali koefisien muai panjang. Jika diketahui koefien muai panjang α, maka β = 2.α

Misalkan diketahui selembar kaca jendela luasnya 900 cm2. Koefisien muai panjang kaca adalah 0,000009 /°C . Kaca tersebut dipanaskan sehingga kenaikan suhunya 50 °C. Pertambahan luas kaca tersebut setelah memuai dapat dihitung.

Ao = 900 cm2 α = 0,000009 /°C β = 2.α = 2.(0,000009) = 0,000018 /°C Δt = 50 °C ΔA = Ao. β. Δt = (900).(0,000018)(50) = 0,81 cm2

Luas kaca setelah memuai dapat dihitung sebagai berikut.

A = Ao + ΔA = 900 + 0,81 = 900,81 cm2

PEMUAIAN VOLUME

Pengertian pemuaian volume adalah bertambahnya ukuran volume suatu benda karena perubahan suhu. Jika dietahui suatu benda dengan volume awal Vo, koefisien muai volume γ, dan kenaikan suhu Δt, maka pemuaian volume benda tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut.

ΔV = Vo.γ .Δt

Sedangkan volume benda setelah memuai adalah sebagai berikut

V = Vo + ΔV

atau

V = Vo (1 + γ .Δt)

Didefinisikan koefisien muai volume adalah tiga kali koefisien muai panjang. Jika diketahui koefien muai panjang α, maka γ = 3.α

Misalkan diketahui sebuah bola kaca mempunyai volume 10 cm3. Koefisien muai panjang bahan bola kaca itu 0,000005 /°C. Bola kaca tersebut dipanaskan sehingga kenaikan suhunya 5 °C. Pertambahan volume bola kaca setelah memuai dapat dihitung sebagai berikut.

Vo = 10 cm3 α = 0,000005 /°C γ = 3.α = 3.(0,000005) = 0,000015 /°C Δt = 5 °C ΔV = Vo. γ . Δt = (10).(0,000015)(5) = 0,00075 cm3

Volume bola kaca setelah memuai dapat dihitung sebagai berikut.

A = Ao + ΔA = 10 + 0,00075 = 10,00075 cm3

MATERI SEBELUMNYA