Pemuaian

Pernahkah sobat perhatikan , Mengapa di siang hari yang panas aspal di jalan raya dapat retak-retak? Mengapa sambungan rel kereta api di buat renggang? Pemasangan kaca juga diberi jarak? Hal ini tentu sangat berhubungan dan berkaitan dengan peristiwa pemuaian dan penyusutan zat. Suatu benda umumnya akan mengalami pemuaian apabila dipanaskan dan mengalami penyusutan apabila saat didinginkan. Pada pembahasan kali ini kita akan mepelajari tentang sifat pemuaian dan penyusutan yang terjadi pada zat padat, cair, dan gas berikut ini:

1. Pemuaian Zat Padat

Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat padat disebut muschen broek. Dalam eksperimen yang dilakukan menunjukan bahwa hampir semua benda padat apabila dipanaskan mengalamai perubahan panjang, luas, dan volume.

a. Muai panjang

L = L₀ { 1 + α ( t_{1 –} t₂ ) }

Keterangan:

L    = panjang setelah pemanasan atau pendinginan (m) atau (cm)

L₀  = panjang awal (m) atau (cm)

α    = koefisien muai panjang ( /⁰C)

t₁    = suhu mula-mula ( ⁰C)

t₂    = suhu akhir ( ⁰C)

b. Muai luas

A = A₀ { 1 + β ( t_{1 –} t₂ ) }

Keterangan:

A    = luas setelah pemanasan atau pendinginan (m²) atau (cm²)

A₀  = luas awal (m²) atau (cm²)

β    = koefisien muai luas ( /⁰C)

t₁    = suhu mula-mula ( ⁰C)

t₂    = suhu akhir ( ⁰C)

Catatan

 β = 2 α

c. Muai volume

V = V₀ { 1 + γ ( t_{1 –} t₂ ) }

Keterangan:

V         = volume setelah pemanasan atau pendinginan (m³) atau (cm³)

V₀        = volume awal (m³) atau (cm³)

γ          = koefisien muai volume ( /⁰C)

t₁          = suhu mula-mula ( ⁰C)

t₂          = suhu akhir ( ⁰C)

Catatan

γ = 3 α

Dalam suatu  kegiatan percobaan diperoleh kesimpulan bahwa pertambahan panjang tersebut bergantung kepada panjang awal, kenaikan suhu, dan jenis bahan .

Di bawah ini dibuatkan tabel koefisien muai panjang berbagai jenis zat padat.

Tabel. Koefisien muai panjang berbagai jenis  zat padat

No.	Jenis zat	Koefisien muai panjang (  /0C)
1.	Aluminium	0,000024
2.	Perunggu	0,000019
3.	Baja	0,000011
4.	Tembaga	0,000017
5.	Kaca	0,000009
6.	Berlian	0,000001
7.	Grafit	0,000008

2. Pemuaian Zat Cair

Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat cair disebut labu didih. Sifat utama zat cair adalah menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. Oleh karena itu zat cair hanya memiliki muai volume saja. Untuk lebih jelasnya harus dilakukan dengan percobaan dua jenis zat cair yang berbeda contoh air dengan minyak goreng, kedua zat cair tersebut dimasukkan masing-masing dua buah labu didih terpisah dengan ketinggian yang sama permukaannya,  kemudian kedua labu dimasukkan ke dalam bejana logam yang berisi air lalu bejana logam tersebut dipanaskan.

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa permukaan zat cair minyak goreng lebih tinggi daripada permukaan air. Mengapa demikian? Karena minyak goreng memiliki koefisien muai volume yang lebih besar daripada air.

Tabel. Koefisien muai volume zat cair

No.	Jenis zat	Koefisien muai volume (  /0C)
1.	Air raksa	0,00018
2.	Alkohol	0,00120
3.	Aseton	0,00150
4.	Air	0,00021
5.	Bensin	0,00095

3. Pemuaian Zat Gas

Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian gas disebut dilatometer. Salah satu perbedaan antara zat gas dengan zat padat dan zat cair adalah volume zat gas dapat diubah-ubah dengan mudah. Misal, sebuah tabung gas elpiji. Di dalam tabung gas tentu akan mengadakan tekanan pada dinding tabung. Tekanan ini disebabkan oleh gerakan partikel gas.
Untuk lebih jelas mengenai tekanan dari zat gas dilakukan percobaan dengan menggunakan alat-alat sebagai berikut:

1. Labu didih
2. Gelas kimia
3. Lilin
4. Pipa kapiler
5. Sumbat karet yang berlubang
6. Korek api
7. Air

Langkah kerja dari percobaan tersebut yaitu:

1. Pasanglah sumbat karet pada mulut labu didih, kemudian masukkan pipa kapiler pada lubang sumbat karet tersebut.
2. Isi gelas kimia dengan air, celupkan ujung pipa kapiler ke dalam air. Amati permukaan air dalam pipa kapiler tersebut.
3. Panasi labu didih dengan sebatang lilin yang telah dinyalahkan. Amati apa yang terjadi pada permukaan air dalam pipa kapiler tersebut.
4. Gosoklah secara berulang-ulang dilatometer tersebut dengan tanganmu! Amati ketinggian permukaan air dalam pipa kapiler naik atau turun?
5. Sentuh labu didih tersebut dengan kain yang dibasahi oleh air es. Apa yang terjadi?

Nyatakan kesimpulan sobat!
Dari percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa gas akan mengalami pemuaian apabila dipanaskan. Peristiwa pemuaian pada zat gas mudah diamati daripada pemuaian pada zat padat. Pemuaian pada zat gas ditunjukkan oleh gelembung-gelembung udara yang keluar dari dalam pipa kapiler yang ada pada labu didih.

Posted by Unknown

Tweet