Pemuaian Zat Padat
Coba kamu amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai
jendela yang melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya? Bingkai jendela
tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang
terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda
tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian
dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan
pemuaian volume.
1. Pemuaian Panjang
Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang
hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak
kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat
terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki
pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian
panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar
kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
Alat Musschenbroek
Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar
Besarnya
panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m
disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu,
dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:
L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (ºC)
Beberapa Koefisien Muai Panjang Benda
2. Pemuaian Luas
Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat
tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan
demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang.
Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1
m^2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda,
pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah
Keterangan:
A = Luas akhir (m2)
Δ0 = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
3. Pemuaian Volume
Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0
dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran
muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
dimana
Keterangan:
V = Volume akhir (m^3)
V0 = Volume mula-mula (m^3)
ΔV = Pertambahan volume (m^3)
γ = Koefisien muai volume (/ºC)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)