1

2

3

Proses pemuaian berkaitan erat dengan kalor dan suhu tertentu pada zat. Ada 3 macam proses

pemuaian yaitu: pemuaian zat padat, zat cair, gas.

PEMUAIAN

PROSES PEMUAIAN ZAT PADATProses pemuaian zat padat terjadi karena partikel-partikel zat selalu bergerak (bergetar). Jika zat padat tersebut dipanaskan, gerakan partikelnya semakin cepat dan saling menumbuk dengan partikel di dekatnya, hal itu menyebabkan partikelnya renggang dan menjadi bertambah panjang. Semakin lama waktu pemanasannya pertambahan panjang bisa semakin besar. contoh: Logam yang dipanaskan, logam itu akan memanjang sedikit demi sedikit.

`1 `

MACAM-MACAM PEMUAIAN ZAT PADAT1. Muai PanjangPemuaian yang hanya berpengaruh secara nyata pada pertambahan panjang zat disebut muai panjang. Salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki muai panjang zat padat adalah Musschenbroek. Alat ini mengukur muai panjang zat berbentuk batang. Salah satu ujung batang ditempatkan pada posisi tetap, sehingga ujung yang lain dapat bergerak bebas, ujung yang bebas akan mendorong sebuah jarum yang menunjuk ke skala saat memuai. Besar pemuaian dapat dilihat dari skala yag ditunjuk jarum. Makin besar pemuaian, maka makin besar perputaran jarum pada skala.

Pertambahan panjang suatu zat secara fisis :1. Berbanding lurus dengan panjang mula-mula2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu3. Bergantung dari jenis zatPertambahan panjang suatu zat secara matematis dapat dituliskan :

=

keterangan:=pertambahanpanjang, dalam satuan meter=panjang mula-mula, dalam satuan meter=koefisien muai panjang, dalam satuan /C=perubahan suhu, dalam satuan C

Gambar Muai Luas

2. Muai LuasPada logam yang berbentuk lempengan tipis (berupa segiempat, segitiga, atau lingkaran), ukuran volume dapat diabaikan. Ketika lempengan tersebut mendapat pemanasan, maka dapat diamati hanya pemuaian luasnya saja. Dengan kata lain, zat padat tersebut mengalami muai luas.Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat terpasang sangat rapat pada bingkai. Benda yang mengalami muai luas akan menjadi lebih besar daripada semula.Pemuaian yang terjadi pada sebuah benda padat jika ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang dan lebarnya, maka yang terjadi adalah muai luas.

Pertambahan luas suatu zat bila dipanaskan akan :1. Berbanding lurus dengan luas mula-mula2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu3. Bergantung dari jenis zatPertambahan luas yang terjadi apabila benda menerima panas, secara matematis dapat dituliskan:

Keterangan:=pertambahan luas, dalam satuan meter persegi (m)=luas mula-mula, dalam satuan meter persegi (m2)=Koefisien muai luas, dalam satuan /C=perubahan suhu, dalam satuan C

3. Muai VolumeJika benda yang kita panaskan berbentuk balok, kubus, atau berbentuk benda pejal lainnya, muai volumlah yang harus kita perhatikan (paling dominan).Pertambahan volume suatu zat yang dipanaskan, secara fisis :1. Berbanding lurus dengan volume mula-mula zat2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu zat3. Bergantung dari jenis bahanPertambahan volume zat yang terjadi akibat panas, secara matematis dapat dituliskan :

V=V

Keterangan:=pertambahan volume, dalam satuan m3V=volume mula-mula, dalam satuan m33.=koefisien muai volume, dalam satuan /C=perubahan suhu, dalam satuan C

PROSES PEMUAIAN ZAT CAIRProses pemuaian zat cair terjadi karena dalam zat cair teradi muai volume, karena zat cair tersebut menempati ruang sesuai bentuktempatnya . Pemuaian zatcair ternyata berbeda-beda beerggantung besar koefisien muai volume. semakin besar koefisien muai volume suatu zat, maka semakin besar pula pemuaiannya.contoh: Memasak air dalam panci sampai penuh. Ketika mendidih maka air itu akan tumpah. Hal ini menunjukkan air itu memuai.

PERCOBAAN PEMUAIAN PADA ZAT CAIRSeperti halnya zat padat, zat cair pun memuai jika dipanaskan. Ini bisa dibuktikan misalnya dengan labu erlenmeyer yang diisi zat cair, kemudian dipanaskan. Setelah dipanaskan, tinggi permukaan zat cair naik. Hal ini menunjukkan bahwa volume zat bertambah, yang berarti zat cair tersebut telah memuai.

Anomali AirHampir semua zat akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Tetapi, air memiliki sedikit pengecualian. Jika suhu diturunkan, memang volume air akan makin kecil seperli lainnya. Namun pada suatu ketika volume air justru membesar meskipun suhunya tetap diturunkan. Jadi ada suhu dimana air memiliki volume paling kecil. Jika pada suhu tersebut air dipanaskan, volumenya akan bertambah besar, jika pada suhu tersebut air didinginkan, volumenya akan membesar. Sifat air yang demikian disebut anomali air. Pada tekanan 1 atm, volume terkecil yang dimiliki air pada suhu 4°C . Dengan demikian, volume es lebih besar daripada volume air pada suhu 4°C . Karena volumenya paling kecil maka, massa jenis yang terbesar terjadi saat suhu 4°C. Ketika danau di daerah yang bersuhu dingin membeku, es yang terbentuk akan mengapung di atas permukaan air. Hal ini terjadi karena massa jenis es lebih kecil daripada air yang bersuhu 1°C sampai 4°C. Itulah sebabnya permukaan danau sudah menjadi es, namun di dasarnya masih menjadi air. Begitu juga bila kita membuat es batu dengan menggunakan pendingin (refrigerator), volume air sebelum menjadi es akan jauh lebih kecil dibandingkan setelah seluruh air telah berubah menjadi es.

PROSES PEMUAIAN GASProses pemuaian gas, terjadi jika gas tersebut mendapat kalor maupun suhu yang semakin besar. Misalnya kamu meniup balon, lalu balon itu diletakkan di halaman yang terkena terik sinar Matahari, lama-kelamaan balon itu menjadi pecah. Itu dikarenakan gas/udara dalam balon memuai terdesak keluar sehingga pada pemuaian gas dan balon, balon tak lagi mampu menahan ikatan partikel balonnya hingga mengakibatkan balon meletus.

PEMUAIAN GASGas mengalami pemuaian ketika suhunya bertambah dan mengalami penyusutan jika suhunya turun. Pada gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas. Dari penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa koefisien muai volume semua gas sama yaitu: 0,00367 /K.Perumusan muai volume pada tekanan tetap dapat dituliskan

V2=V1 (1+/273)Keterangan:V2=volume gas pada suhu akhir, dalam satuan m3V1=volume gas pada suhu awal, dalam satuan m3=kenaikan suhu, dalam satuan K=1/273

Zat-zat tertentu mempunyai koefisien muai yang besar, akibatnya, benda yang terbuat

dari zat tersebut akan bertambah ukurannya secara mencolok saat udara panas atau

suhu benda tinggi, sebaliknya benda tersebut akan menyusut jika udara dingin. Efek pemuaian zat harus diperhitungkan

pada konstruksi jembatan, bangunan, atau peralatan rumahtangga lainnya. Berikut ini

adalah beberapa manfaat pemuaian.

Penerapan Sifat Pemuaian Zat

PengelinganPengelingan adalah penyambungan dua plat logam dengan menggunakan paku keling. Kedua plat yang akan disambung. Paku keling yang sudah dipanaskan hingga membara kemudian digunakan untuk menyambung, setelah itu dipukul hingga rata. Pada saat dingin kembali, paku menyusut dan kedua plat dapat tersambung erat.

Keping BimetalBimetal artinya dua buah logam. Keping bimetal adalah dua keping logam yang dan besi) yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat pekamemiliki koefisien muai panjang berbeda (biasanya kuningan terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang kedua logam sama, jika suhunya naik, kedua logam memuai dengan pertambahan panjang yang berbeda, akibatnya keping bimetal membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien terkecil. Pembengkokan bimetal dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya saklar alarm bimetal, atau termometer bimetal. Pada gedung-gedung keping bimetal digunakan sebagai saklar alarm kebakaran. Jika terjadi kebakaran, suhu ruangan akan naik, keping bimetal akan melengkung dan menghubungkan rangkaian listrik sehingga alarm kebakaran berbunyi.

Pemasangan Jaringan Listrik atau TeleponKabel listrik atau telepon harus dipasang kendur dari satu tiang ke tiang yang lain. Jika suhu turun pada malam hari atau saat hari dingin, kawat akan menyusut sehingga panjangnya akan berkurang. Jika tidak dipasang kendur, penyusutan panjang dapat menyebabkan kabel putus.

Kontruksi JembatanJembatan seringkali dibuat dari kerangka besi. Rangka jembatan yang terbuat dari besi akan memuai jika suhunya naik, antara ujung rangka jembatan dengan tiang beton diberi celah pemuaian. Selain itu ujung tersebut diletakkan di atas roda. Ketika terjadi pemuaian, rangka bertambah panjang. Keberadaan roda dan celah memudahkan gerak memanjang dan memendeknya rangka, sehingga terhindar dari pembengkokan.

Sambungan Rel Kereta ApiPemasangan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel yang lain. Jika pada siang hari dan suhu meningkat, batang rel akan memuai sehingga terjadi pertambahan panjang, dengan adanya celah tidak terjadi tabrakan antara dua batang rel yang berdekatan yang dapat menyebabkan rel kereta menjadi bengkok.

Pada umumnya memuai ke segala arah (pemuaian volume). Tetapi, kita

bisa mengamati pemuaiannya terlihat lebih menonjol ke arah

tertentu. Penjelasan berikut menyelidiki atau menghitung dengan

rumus-rumus tertentu.

PENGARUH PERBEDAAN KOEFISIEN MUAI ZAT

PEMUAIAN PADA ZAT PADATKoefisien muai panjang suatu adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang zat padat jika suhunya dinaikkan 1.Tabel Koefisien muai panjang dari beberapa jenis zat padat

Jenis Bahan Koefisien muai panjang zat padat (per C)

Kaca 0.000 009

Kuningan 0.000 019

Baja 0.000 011

Aluminium 0.000 026

Pirek (pyrex) 0.000 003

Platina 0.000 009

Tembaga 0.000 017

Besi 0.000 012

PEMUAIAN PADA VOLUME ZAT CAIRKoefisien muai ruang atau muai volume adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan volume setiap satuan volume suatu zat bila suhu naik 1.Tabel koefisien muai ruang beberapa jenis zat cair

Jenis Zat Cair Koefisien muai ruang zat cair (per C)Alkohol (metyl) 0.00120

Alkohol (ethyl) 0.00110

Gliserin 0.00053

Minyak parafin 0.00090

Air Raksa 0.00018

Air 0.00044

Karbon Sulfida 0.00112

Terpentin 0.00105

Aseton 0.00150

1. Annisa Noor Fadila (06)2. Dharma Prawira Nandi Wardana (10)3. Imas Sofia (14)4. Putri Alfisyahrini (29)5. Sheila Ayu Ningtias (34)

Kelompok 2 :

TERIMA KASIH