Fisika Pemuaian

Pemuaian
A. Pengertian
Pemuaian adalah pertambahan panjang atau lebar suatu benda , baik benda padat, gas maupun cair karena dipanaskan dan diberi kalor sehingga suhunya naik, selain pemuaian ada penyusutan tetapi ketika benda – benda tersebut didinginkan atau diturunkan suhunya. Konsep pemuaian banyak digunakan dalam berbagai teknologi buatan manusia.
B. Pemuaian Benda Padat

Pemuaian yang terjadi pada benda padat terjadi karena benda padat dinaikkan suhunya atau dipanaskan, jenis pemuaian benda padat adalah pertamabahan panjang dan pertambahan luas. Pernahkah kamu mengamati kabel listrik? Lihatlah pada malam/pagi hari kabel listrik tersebut akan mengencang tetapi pada siang hari kabel tersebut mengendur, hal tersebut karena kabel tersebut mengalami pemuaian pada siang hari karena suhu yang tinggi.

Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang adalah pemuaian yang terjadi pada benda padat, alat ukur yang digunakan untuk mengukur pemuaian adalah musschenbroek. Dalam oemuain panjang ada panjang awal benda dan panjang akhir dan pertambahan panjang dalam setiap kenaikan suhu 1 derajat. Dengan rumus sebagai berikut:

ΔL = L0 .a.ΔtL = L0 (1+ α Δt)

Keterangan
L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (OC)

Pemuaian Luas
Pemuaian luas adalah pemuaian yang terjadi pada benda padat dan biasanya berbentuk seperti plat dimana pemuaian yang terjadi mencangkup panjang dan lebar benda tersebut, dengan rumus penghitungan sebagai berikut:

A = A0 + ΔAΔA = A0 – β ΔtΔA = A0 (1+ β Δt)

Besar β sama dengan 2a
Keterangan:
A = Luas akhir (m2)
Δ0 = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)

Pemuaian Volume
Pemuaian volume adalah pemuaian volume suatu benda padat karena menerima kalor, pemuaian volume terjadi apabila benda tersebut memiliki panjang,lebar, dan ketebalan atau tinggi, seperti halnyaa adalah balok besi dan lain-lain. Persamaan rumus pemuaian volume adalah sebagai berikut:

V = V0 + ΔV
ΔV = V0 . y . Δt
V = V0 (1 + y . Δt)

Diamana Y = 3a atau Y = 3/2 β

C. Pemuaian Benda Cair
Pada pemuaian benda cair hanya terjadi pemuaian volume tidak ada pemuaian panjang dan luas, karena air hanya bertambah volumenya ketika dipanaskan. Anomali Air adalah suatu kejadian penyusutan air sebelum pemuaiannya dimana pada suhu 0 derajat – 4 derajat volume air akan turun dan ketika melebihi 4 derajat suhunya maka volumenya akan semakin naik, persistiwa tersebut dinamakan Anomali air.

D. Pemuaian Pada Gas
Pemuaian pada gas adalah pemuaian yang terjadi pada benda gas karena kenaikan suhu, pernahkah kamu melihat meletusnya ban mobil atau motor? Meletusnya ban tersubut adalah karena suhu yang ada pada ban tersebut naik sehingga daya tampung ban terhadap udara yang memuai telah mencapai batas maksimal dan akhirnya meletus. Dalam pemuaian gas ada beberapa tipe yang terjadi, adalah sebagai berikut:

1. Pemuaian gas pada suhu tetap (Isotermal)
Dalam pemuaian gas pada suhu tetap yang terjadi adalah bahwa suhu udaranya tetap namun tekanannya naik, contohnya adalah saat memompa ban sepeda. Persamaan rumus dari pemuaian gas pada suhu tetap adalah:

P.V = tetap
      atau
P1 V1 = P2 V2

Keterangan:
P = Tekanan Gas (atm)
V = Volume Gas (L)

2. Pemuaian gas pada tekanan tetap (Isobar)
Pada pemuaian gas ini terjadi hukum gay lussac dimana gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Persamaa rumus tersebut adalah:

V1 / T1 = V2 / T2

Keterangan:
V = Volume  (L)
T = Suhu (K)

3. Pemuaian gas pada volume tetap (Isokhorik)
Pada pemuaian gas ini terjadi hukum boyle yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Persamaa rumusnya adalah sebagai berikut:

P1 / T1 = P2 / T2

Dapat diturnkan juga persamaa rumus :

P1.V1 / T1 = P2.V2 / T2

Keterangan :
P = Tekanan (atm)
V = Volume (L)
T = Suhu (K)