Pemuaian : Pengertian – Jenis – Rumus
Dalam kehidupan sehari hari sering didapati keadaan pemuaian. Misalnya seperti pemasangan rel kereta api yang di buat renggang, pemasangan kabel listrik, dan balon udara yang menggunakan prinsip pemuaian gas. Lantas seperti apa definisi pemuaian dan jenis jenisnya? Yuk simak penjelasan lengkapnya di sini!
Pemuaian terjadi karena partikel pada benda benda yang dipanaskan mengalami gerakan. Gerakan yang terjadi tergantung besar kecilnya suhu yang di kenakan. Jika suhu yang di berikan besar, maka gerakan yang terjadi juga akan cepat dan besar pula. Begitu juga sebaliknya. Secara fisika, pemuaian berarti keadaan suatu zat yang mengalami penambahan ukuran karena adanya pengaruh perubahan suhu sehingga ukuran benda tersebut bertambah karena penerimaan kalor sebagai respon perubahan suhu tersebut. Pemuaian terjadi pada tiga wujud zat antara lain zat gas, zat padat, dan zat cair.
Pemuaian Zat Padat
Tahukah kalian alasan mengapa rel kereta api di pasang dengan keadaan meregang atau tidak rapat? Hal ini dikarenakan ketika terkena panas atau terjadi perubahan suhu, maka rantai pada rel kereta api tersebut mengalami penambahan ukuran panjang. Dengan membuat rel kereta api dalam keadaan yang renggang, maka masih terdapat sisa tempat untuk penambahan ukuran panjangnya.
Secara umum, jenis pemuaian zat padat dapat digolongkan menjadi tiga jenis yaitu muai panjang, muai luas, dan muai volume. Berikut penjelasan lebih detail mengenai ketiga jenis pemuaian zat padat tersebut.
1. Muai Panjang
Muai panjang di definisikan sebagai peristiwa penambahan m satuan panjang pada suatu benda ketika mengalami kenaikan suhu sebesar n satuan suhu. Bilangan yang mendefinisikan penambahan panjang per panjang mula mula per kenaikan satuan suhu di sebut dengan koefisien muai panjang. Masing masing benda memiliki koefisien muai panjang yang berbeda beda. Berikut tabel koefisien muai panjang pada zat tertentu.
Sementara itu, rumus koefisien muai panjang dapat di tuliskan seperti berikut ini. Rumus koefisien muai panjang:
2. Muai Luas
Seperti muai panjang, muai luas juga terjadi hanya pada zat padat saja. Sehingga zat cair atau pun zat gas tidak mengalami muai luas. Muai luas secara fisika di definisikan sebagai keadaan pertambahan luas suatu zat padat terhadap luas awalnya karena adanya kenaikan per satuan suhu. Apa saja contoh muai luas yang bisa kita temukan dalam kehidupan sehari hari? Misalnya, perhatikan bagaimana kaca jendela rumah di pasang pada bingkainya. Pemasangan kaca tersebut tidak di lakukan secara rapat atau dengan kata lain di buat renggang agar terdapat sisa ruang ketika kaca jendela mengalami pemuaian luas.
Sama seperti muai panjang, beberapa zat atau benda padat tentunya memiliki koefisien muai luas yang berbeda beda. Berikut ini rumus koefisien muai luas. Rumus koefisien muai luas:
3. Muai Volume
Pemuaian volume pada umumnya tidak hanya terjadi pada zat padat, namun juga pada zat cair dan zat gas. Muai volume merupakan perluasan dari muai panjang. Pertambahan volume akibat adanya kenaikan per satuan suhu di sebut dengan koefisien muai volume. Contoh pemuaian volume terjadi ketika bejana air di panaskan. Perubahan volume sulit di lihat seperti pemuaian luas dan panjang yang terjadi pada zat padat.
Berikut tabel muai volume pada beberapa benda atau zat padat:
Berikut rumus koefisien muai volume pada zat padat:
Pemuaian Zat Cair
Berbeda dengan pemuaian zat lainnya, zat cair jika di panaskan justru akan mengalami penyusutan di suhu 00C sampai 40C. sifat yang di miliki oleh Zat cair tersebut di kenal dengan istilah anomali air. Berikut grafik yang memperlihatkan sifat anomali air.
Zat cair hanya mengalami pemuaian volume, sehingga zat cair hanya memiliki koefisien muai volume. Persamaan pemuaian zat cair adalah sebagai berikut.
Seperti halnya zat padat, masing masing benda memiliki koefisien muai volume yang berbeda. Berikut tabel koefisien muai volume beberapa jenis zat cair.
Pemuaian Zat Gas
Zat gas hanya mengalami pemuaian tekanan dan volume. Berikut penjelasan lebih lengkap terkait pemuaian zat gas.
1. Pemuaian Volume pada Tekanan Tetap
Pada tekanan tetap, volume gas sebanding dengan suhunya. Hukum ini di kenal dengan Hukum Gay-Lussac. Persamaan tersebut secara lengkap di tulis seperti berikut ini.
2. Pemuaian Tekanan Gas pada Volume Tetap
Sebagai ilustrasinya, diberikan sebuah wadah tertutup yang berisi gas. Kemudian gas tersebut dipanaskan. Dalam jangka waktu tertentu, jika pemanasan terus di lakukan, maka akan terjadi ledakan karena proses pemuaian tekanan. Sehingga dapat di katakan bahwa volume tetap tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Hukum ini di kenal dengan Hukum Gay-Lussac yang secara matematis memiliki bentuk persamaan sebagai berikut.
3. Pemuaian Volume Gas pada Suhu Tetap
Pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas nya. Hukum tersebut lebih sering di kenal dengan istilah Hukum Boyle. Berikut persamaan Hukum Boyle tersebut. Contoh penerapan dari Hukum Boyle yaitu pompa sepeda.
Namun, jika pada suatu kondisi terdapat perubahan tekanan, begitu pula pada volume dan suhu, maka permasalahan tersebut dapat diselesaikan dengan hukum Boyle-Gay Lussac.
