PEMUAIAN ZAT PADAT

Pemuaian zat padat sering menimbulakan masalah. Pada kehidupan sehari-hari kita dapat mengamati apabila kaca jendela secara terus menerus terkena panas maka kaca jendela tersebut dapat pecah karena mengalami memuai. Oleh karena itu, bingkai kaca jendela selalu didesain ukurannya sedikit lebih besar daripada ukuran kacanya. Contoh lainnya pada rel kereta api.

Apabila rel secara terus menerus mengalami pemanasan, maka akan menyebabkan rel melengkung. Oleh karena itu, desain awal sambungan rel kereta menyediakan celah di antara sambungan du batang relnya.

Dari penjelasan di atas, dapatkah Anda menyebutkan beberapa contoh lagi masalah-masalah yang ditimbulkan pemuaian zat padat dan cara mengatasinya ?

Selain itu pemuaian juga dapat dimanfaatkan . perbedaan pemuaian antara dua keping logam yang berbeda koefisien muainya pada keping bimetal dimanfaatkan pada saklar termal, termostat bimetal, termometer bimetal, dan lampu sen mobil. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu ketika dipanaskan keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil (invar). Sebaliknya ketika didinginkan keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih besar (perunggu).
perhatikan gambar di bawah ini

zat atau benda padat mengalami pemuaian kesegala arah. Untuk kasus zat padat yang ukuran lebar dan tingginya relatif kecil ddaripada ukuran panjangnya, pemuaian hanya dianggap terjadi pada arah panajng. Pemuaian jenis ini disebut pemuaian panajang. Biasanya pemuaian panjang terjadi pada kawat logam.

Adapun untuk kasus zat padat yang ketebalannya relatif kecil daripada diameternya, pemuaian dianggap terjadi pada luas benda tersebut. Pemuaian disebut pemuaian luas. Biasanya pemuaian luas terjadi pada lempengan atau plat. Luas merupakan besaran turunan dari besaran panjang. Hal ini berarti pemuaian luas pada dasarnya adalah pemuaian panjang juga. Begitu pula untuk dengan volume benda tertentu. Akan mengalami pemuaian volum yang pada dasarnya merupakan pemuaian panjang.

Pemuaian pada zat padat ada 3:

1. Pemuaian panjang

Jika suatu benda padat dipanaskan,benda tersebut akan memuai kesegala arah. Dengan kata lain ukuran panajng, luas dan volum benda bertambah. Untuk benda padat yang panjang tetapi luas penampangnya kecil, misalnya jarum rajut,kita dapat hanya memperhatikan pemuaian zat padat ke arah memanjangnya.

Untuk membandingkan muai panjang dari bebagai logam yang berbeda jenis ketika dipanaskan kita dapat menggunakan alat Muschenbrock. Misalnya, ketika tiga batang logam yang berbeda jenis (aluminium, tembaga dan besi) dan sama panjang dipanaskan, maka walaupun ketiga batang yang panjangnya sama ini mengalami kenaikan suhu yang sama, tetapi pertambahan panjang ketiganya ini berbeda. Perbedaan pertambahan panjang ini disebabkan oleh perbedaan koefisiea muai panjang

koefisien muai panjang adalah (a) suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan panjang (Dl) terhadap panjang awal benda (l_o) per satuan kenaiakn suhu (DT). Secara sistematis ditulis :

2. Pemuaiana luas

Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis. Pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.

3. Pemuaian volum

Pemuaian volum adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang.

 

 

Referensi

Mundilarto, dkk.2007.Fisika 1 untuk SMP Kelas VII.Jakarta:Yudhistira

Kanginan, Marthen.2006.Fisika untuk SMA Kelas X.Jakarta:Erlangga

http://alljabbar.wordpress.com/2008/03/30/pemuaian/