Pemuaian Zat

Pada postingan kali ini kita akan belajar tentang Pemuaian Zat. Ini merupakan kelanjutan dari postingan sebelumnya yaitu Konversi Suhu.
Pemuaian Zat adalah Peristiwa bertambahnya panjang atau luas atau volume suatu benda dikarenakan panas (kalor). Contohnya adalah kawat listrik di siang hari akan lebih mengendor (memanjang) dan mengkerut (memendek) di malam hari. Hal ini disebabkan karena adanya perubahan suhu di sekitar, yang menyebabkan adanya perubahan panas atau dingin dari kabel kawat listrik tersebut.
Pemuaian Zat dibagi menjadi 3 macam, Pemuaian Zat Padat, Pemuaian Zat Cair, dan Pemuaian Zat Gas. Pada postingan kali ini kita persempit pada Pemuaian Zat Padat saja.

Pemuaian zat padat dibedakan menjadi 3 macam yaitu : Pemuaian Panjang (∆L),Pemuaian Luas (∆A) dan Pemuaian Volume (∆Vol). Guna mempermudah pemahaman Rumus masing-masing pemuaian, perhatikan Tabel berikut :
Keterangan =
∆L = Besar Pemuaian Panjang
∆A = Besar Pemuaian Luas
∆V = Besar Pemuaian Volume
α = Koeffisien Muai Panjang
β = Koeffisien Muai Luas ( 2α )
δ = Koeffisien Muai Volume ( 3α )
∆T = Perubahan Suhu
Lₐ = Panjang Akhir
L₀ = Panjang Awal
Aₐ = Luas Akhir
A₀ = Luas Awal
Vₐ = Volume Akhir
V₀ = Volume Awal

Tabel koeffisien muai panjang beberapa zat.

Agar lebih memahami berikut contoh soal masing-masing pemuaian.

Mula-mula sebuah logam memiliki panjang 20 cm. Kemudian menerima kalor dan suhunya naik sebesar 40°C. Jika koefisien muai panjang logam tersebut adalah 0,001/°C Maka berapa panjang logam tersebut setelah suhunya naik?

Dik :
Lo = 20 cm = 0,2 m
∆T = 40°C
α = 0,001/°C
Dit : La?
Pembahasan :
La = Lo (1 + α.ΔT)
La = 0,2. (1+0,001.40)
La = 0,2. (1+0,04)
La = 0,2.1,04 = 0,208 m
Jadi Panjang logam setelah suhunya naik adalah 0,208 m atau 20,8 cm.

Lempeng logam mula-mula mempunyai luas 100 cm² lalu menerima kalor sehingga suhunya naik 50 °C, jika koefisien muai panjang lempeng logam tersebut adalah 0,001/°C maka berapa pertambahan luas lempeng logam tersebut?

Dik :
A₀ = 100 cm² = 0,01 m²
α = 0,001/°C
ΔT = 50 °C
Dit : ∆A ?
Pembahasan :
ΔA = Ao.β.ΔT ΔA = Ao.2α.ΔT
ΔA  = 0,01.2.0,001.50 = 0,001 m²
Jadi pertambahan luas lempeng logam tersebut adalah 0,001 m² = 10 cm²

Sebuah kubus memiliki rusuk 10 cm dan  koefisien muai panjang 0,001/°C. Kubus tersebut diberi kalor  sehingga suhu awalnya yang 30 °C menjadi 80 °C, berapakah pertambahan volume dan volume akhir kubus tersebut?

Dik :
s = 10 cm => Vol = 1000 cm³
α = 0,001/°C => δ= 0,003
T₀ = 30 °C
Tₐ = 80 °C
∆T = 80-30 = 50°C
Dit :
ΔV = ?
Vₐ = ?
Pembahasan
ΔV = Vo.γ.ΔT ΔV
ΔV = 1000 . 0,003. 50
ΔV = 150 cm³
Vₐ = Vo + ΔV
Vₐ =  1000 + 150 = 1150 cm³
Jadi pertambahan volumenya 150 cm³ dan Volume akhirnya adalah 1150 cm³

Tweet