Pengertian Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang dapat menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau juga berubah suatu volumenya dikarenakan terkena panas (kalor). Pemuaian tiap-tiap benda tersebut akan berbeda, tergantung dari suhu di sekitar dan juga koefisien muai atau juga daya muai dari benda itu. Benda-benda pada umumnya akan memuai pada saat dipanaskan. Akan tetapi, ada beberapa manfaat dari pemuaian, antara lain pengelingan pelat logam pada pembuatan badan kapal, keping bimetal yang dimanfaatkan pada sakelartermal, termostat bimetal, dan lampu sen mobil.
Jenis-Jenis Pemuaian dan Rumusnya
Pada umumnya semua zat akan memuai jika dipanaskan dan terjadi ke segala arah. Ada 3 jenis pemuaian yaitu pemuaian zat padat, pemuaian zat cair dan pemuaian zat gas. Berikut ini penjelasannya:
1. Pemuaian Zat Padat
Benda-benda padat jika terkena panas akan mengalami tiga pemuaian, yaitu muai panjang, muai luas, dan muai volume. Berikut ini penjelasannya:
a. Muai Panjang
Rumus muai panjang adalah sbb:
Keterangan:
L1 = panjang batang mula-mula (m)
a = koefisien muai panjang (/°C)
?T = kenaikan suhu (°C)
?L = pertambahan luas (m2)
ß = koefisien muai luas (/°C)=2a
b. Muai Luas
Rumus muai luas adalah sbb:
Keterangan:
?= koefisien muai ruang / volume (/°C)
L2 =panjang batang akhir (m)
?A = pertambahan panjang (m)
A1 = luas mula-mula (m2)
A2 = luas akhir (m2)
V1 = volume awal (m3)
V2 = volume akhir (m3)
?V = pertambahan volume (m3)
c. Muai Ruang/Volume
Rumus muai ruang/volume adalah sbb:
?T = V1 . ?. ?T
Atau
V2 = V1 (1 + ? . ?T)
?= 3a
Hubungan ketiga koefisien muai:
Contoh soal:
Sebuah silinder gelas volume nya 2 liter dan suhunya 40°C dipanaskan hingga 50°C . hitunglah volume gelas setelah dipanaskan jika koefisien muai panjangnya 9. 10-6/°C.
Jawaban:
Vo = 2 liter
a= 9. 10-6/°C
?T = T2 – T1
= 50 – 40 = 10 °C
Vt = Vo ( 1 + ? . ?T)
Vt = Vo ( 1 + 3. a. ?T)
= 2 (1 + 3 . 9 . ?T)
= 2 (1 + 3 . 9 . 10-6 .10)
= 2, 00054 liter
2. Pemuaian Zat Cair
Pada umumnya semua benda akan memuai jika dipanaskan, tetapi tidak bemikian dengan air. Pemanasan air dari suhu 1-4°C mengalami penyusutan, kemudian setelah 4°C mengalami pemuaian. Gelaja ini disebut anomaly air. Volume air yang dipanaskan diatas suhu 4°C dapat ditentukan dngan rumus berikut:
V2 = V1 ( 1 + ? ?T)
Keterangan :
V2 = volume sekarang/akhir (m3)
V1 = volume mula-mula (m3)
? = koefisien muai volume (/°C)
Ketika volumenya berubah menjadi V2 , massa jenis zat cait juga berubah menajadi p2 , dimana:
3. Pemuaian Zat Gas
Gas hanya mengalami pemuaian ruang saja dan besar koefisien muai ruangan sama untuk semua jenis gas yaitu:
Kondisi gas sangat dipengaruhi oleh volume (V), tekanan (P), dan suhu (T). Hal ini sesuai dengan Hukum Boyle-Gay Lussac sebagai berikut:
Keterangan:
P1 = tekanan gas mula-mula (N/m2)
V1 = volume gas mula-mula (m3)
T1 = suhu awal (K)
P2 = tekanan gas akhir ( N/m2)
V2 = volume gas akhir ( m3)
T2= suhu akhir (K)
Demikianlah pembahasan lengkap materi tentang pemuaian seperti pengertian pemuaian, jenis-jenis pemuaian dan contoh soal tentang pemuaian. Semoga materi diatas bermanfaat buat kamu semua.