Pemuaian

Pemuaian ruang adalah peristiwa pemuaian yang menyebabkan terjadinya pertambahan volume pada benda yang memuai. Ketika digunakan untuk memasak air, panci tersebut mengalami pemanasan sehingga terjadilah pemuaian yang berakibat volume panci lebih besar. Namun, mengapa air pada panci tetap tumpah padahal volume panci telah bertambah? Hal ini terjadi karena air yang dimasak juga mengalami pemuaian yang berakibat bertambahnya volume air. Peristiwa ini menunjukkan bahwa pemuaian air tenyata lebih besar daripada pemuaian panci sehingga air yang mendidih tetap bisa tumpah. Pemuaian yang terjadi pada air dan panci ini disebut sebagai pemuaian ruang.

Pemuaian

Semua wujud zat mengalami pemuaian yang dapat berakibat bertambahnya panjang, luas, atau volume zat yang bersangkutan. Kenaikan suhu, panjang, luas, atau volume semula, dan jenis zat dapat mempengaruhi pemuaian yang terjadi pada zat tersebut. Besarnya pertambahan yang diakibatkan oleh pemuaian, dapat dihitung dengan mengetahui koefisien muai yang dialami oleh zat tersebut. Misalnya, koefisien muai luas (α) untuk zat yang mengalami pertambahan panjangakibat pemuaian, koefisien muai luas (β) untuk zat yang mengalami pertambahan luas akibat pemuaian, koefisien muai volume (γ) untuk zat yang mengalami pertambahan volume akibat pemuaian, dan koefisien muai gas untuk perubahan yang dialami zat berwujud gas yang diakibatkan oleh pemuaian. Pada kesempatan ini, akan dibahas tiga koefisien muai, yaitu panjang, luas, dan volume.

Gambar Percobaan Pemuaian

Jenis-Jenis Koefisien Dalam Pemuaian

Koefisien Muai Panjang

Koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang tiap satu meter pada suhu 1 K atau 1º C. Pada suhu dan panjang mula-mula suatu zat berturut-turut adalah T₀ (K atau º C) dan L₀ (m), maka panjang benda setelah dipanaskan hingga suhu T (K atau º C) adalah L_t (m). Secara matematis dirumuskan :

L_t = L₀ { 1 + α ( T  – T₀) }

Tabel berikut ini menunjukkan nilai koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat.

Tabel Koefisien Muai Panjang Zat

Koefisien Muai Luas

Pernahkah kita mengamati pemasangan kaca jendela? Luas bingkai jendela dibuat lebih besar daripada luas kaca yang dipasang. Perlakuan ini bertujuan untuk mengantisipasi pecahnya kaca ketika pemuaian terjadi. Koefisien muai luas adalah bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan luas tiap satu meter persegi pada suhu 1 K atau 1º C. Luas benda setelah dipanaskan hingga suhu tertentu dapat dihitung dengan rumus berikut :

A_t = A₀ {1 + β (T – T₀)}

dengan :

A_t = Luas benda setelah dipanaskan (m²)
A₀ = Luas benda mula-mula (m²)
β = Koefisien muai luas (º C^-1 atau K^-1)
T = Suhu benda setelah dipanaskan (º C atau K)
T₀ = Suhu benda mula-mula (º C atau K)

Koefisien Muai Volume

Koefisien muai volume adalah bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan volume tiap satu meter kubik pada suhu 1 K atau 1º C. Untuk mengetahui volume benda setelah dipanaskan hingga suhu tertentu, dapat digunakan persamaan :

V_t = V₀ {1 + γ ( T – T₀)}

dengan :

V_t = Volume benda setelah dipanaskan (m³)
V₀ = Volume benda mula-mula (m³)
γ = 3α = koefisien muai volume (º C^-1 atau K^-1)
T = Suhu benda setelah dipanaskan (º C atau K)
T₀ = Suhu benda mula-mula (º C atau K)

Berikut adalah koefisien muai volume beberapa zat cair dan udara.

Tabel Koefisien Muai Volume Zat

Pemuaian dapat terjadi pada zat padat,zat cair dan gas.