Pengertian Pemuaian, Jenis, Penyebab dan Contoh Soal

Diposting pada

Pengertian Pemuaian, Jenis, Penyebab dan Contoh Soal – Apa yang dimaksud pemuaian itu? Apa saja jenis jenis pemuaian? Apa penyebab pemuaian itu? Bagaimana cara menyelesaian contoh soal pemuaian itu? Bagaimana konsep pemuaian itu? Bagaimana rumus pemuaian? Pemuaian tersebut tentunya pernah kita jumpai ketika sebuah benda diberikan suhu. Sebuah benda tentunya mengalami pemuaian yang cukup kecil daripada ukuran semulanya. Namun proses pemuaian ini memang terjadi dengan sebenar benarnya.

Materi pemuaian pada dasarnya telah diajarkan ketika di bangku sekolah. Materi Fisika ini berisi pembahasan mengenai pengertian pemuaian, jenis jenis pemuaian, konsep pemuaian, penyebab pemuaian, rumus pemuaian dan contoh soal pemuaian. Apa yang dimaksud pemuaian itu? Pemuaian merupakan terjadinya pertambahan ukuran benda yang disebabkan suhu zat naik. Saat pemanasan dialami oleh suatu bahan yang selalu meningkat, maka masing masing dimensi dan volumenya akan terjadi secara bersamaan. 

Pengertian Pemuaian, Jenis, Penyebab dan Contoh Soal
Konsep Terjadinya Pemuaian

Konsep pemuaian pada umumnya berhubungan dengan mencari ketepatan antara perubahan suhu dengan panjang objek di tingkat mikroskopis untuk memahami penambahan ukuran setiap energi kinetiknya meningkat karena tubrukan satu molekul dengan molekul sebelahnya cukup kuat. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang pengertian pemuaian, jenis jenis pemuaian, rumus pemuaian, penyebab pemuaian dan contoh soal pemuaian.

Pengertian Pemuaian, Jenis, Penyebab dan Contoh Soal

Pemuaian merupakan sebuah pertambahan ukuran benda yang disebabkan karena suku zat mengalami kenaikan. Terjadinya pemuaian zat pada dasarnya terdapat di benda cair, gas dan padat. Pemuaian zat memiliki besar yang disesuaikan dengan kenaikan suhu, ukuran benda pertamanya maupun jenis zat. Manfaat efek pemuaian zat ini biasanya terdapat di berbagai perkembangan teknologi.

Baca juga : Materi Medan Magnet: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

Apa yang dimaksud pemuaian itu? Pengertian pemuaian ialah pertambahan ukuran benda yang berlangsung karena suhu naik. Pemuaian tersebut memang terjadi pada zat gas, padat dan cair. Masing masing benda pada umumnya mengalami pemuaian yang berbeda beda karena didasarkan pada koefisien muai, daya muai benda maupun suhu disekitar benda.

Jenis Jenis Pemuaian

Pemuaian pada umumnya dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Adapun macam macam pemuaian seperti di bawah ini:

Pemuaian Zat Padat

Pemuaian zat padat ialah pemuaian yang berlangsung pada benda padat. Misalnya kabel listrik, bingkai jendela dan rel kereta api. Zat padat ini mengalami pemuaian yang berupa pemuaian luas, pemuaian volume dan pemuaian panjang. Berikut penjelasan selengkapnya:

Pemuaian Panjang
Pengertian pemuaian panjang ialah pertambahan ukuran panjang pada sebuah benda disebabkan oleh kalor yang diterima. Pemuaian panjang ini memiliki tebal dan lebar yang nilainya sangat kecil daripada panjang bendanya. Maka dari itu tebal dan lebar ini sering tidak dianggap. Adapun contoh pemuaian panjang terjadi pada kawat yang panjang sekali namun kecil.

Faktor yang mempengaruhi pemuaian panjang pada dasarnya dapat berupa koefisien muai panjang, besar perubahan suhu dan panjang awal bendanya. Namun untuk faktor pengaruh koefisien muai panjang ini dapat berupa jenis bahan atau jenis bendanya. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian panjang secara sistematis yaitu sebagai berikut:

ΔL = L₀.α.Δt
L = L₀ (1 + α.Δt)

Keterangan:
L = Panjang akhir (m)
L₀ = Panjang mula mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/°C)
Δt = Kenaikan suhu (°C)

Baca juga : Rumus Kelajuan dan Kecepatan Beserta Perbedaannya

Pemuaian Luas
Jenis jenis pemuaian zat padat selanjutnya ialah pemuaian luas. Pengertian pemuaian luas ialah pertambahan ukuran luas pada sebuah benda disebabkan oleh kalor yang diterima. Pemuaian luas ini memiliki lebar dan panjang, namun sangat kecil nilai tebalnya bahkan dianggap tidak ada. Adapun contoh pemuaian luas terjadi di jendela kaca rumah. Pemuaian luas dapat dipengaruhi oleh perubahan suhu, luas awal dan koefisien muai luas. Adapun rumus pemuaian luas yaitu sebagai berikut:

A = Ao + ΔA
ΔA = Ao – β Δt
ΔA = Ao (1 + β Δt)

Keterangan:
A = Luas akhir (m²)
Δo = Pertambahan luas (m²)
Ao = Luas mula mula (m²)
β = Koefisien muai luas zat (/°C)
Δt = Kenaikan suhu (°C)

Pemuaian Volume
Jenis jenis pemuaian zat padat selanjutnya ialah pemuaian volume. Pengertian pemuaian volume ialah pertambahan ukuran volume pada sebuah benda disebabkan oleh kalor yang diterima. Pemuaian volume ini memiliki lebar, tebal dan panjang. Adapun contoh pemuaian volume yaitu terjadi pada benda seperti air, udara dan kubus. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian volume yaitu:

V = Vo (1 + γ . Δt)

Keterangan:
V = Volume akhir (m³)
Vo = Volume mula mula (m³)
ΔV = Pertambahan volume (m³)
γ = Koefisien muai volume (/°C)
Δt = Kenaikkan suhu (°C)

Pemuaian Zat Cair

Macam macam pemuaian selanjutnya terjadi pada zat cair. Pemuaian zat cair tidak berhubungan dengan muai luas ataupun muai panjang. Namun pemuaian zat cair ini terkenal dengan nama muai volume atau muai ruang. Untuk itu apabila zat cair diberikan suhu yang semakin tinggi, maka muai volumenya semakin besar.

Setiap jenis zat cair tentunya memiliki pemuaian zat yang berbeda beda. Maka dari itu volumenya akan berbeda beda setelah dipanaskan meskipun volume muai zat cairnya sama. Pemuaian volume zat cair pada umumnya berhubungan dengan pemuaian tekanan karena suhunya meningkat. Dalam hal ini adapula triple point yang merupakan titik pertemuan antara wujud zat gas, cair dan padat.

Baca juga : Materi Besaran dan Satuan Pada Pengukuran Fisika

Pemuaian Zat Gas

Jenis jenis pemuaian selanjutnya ialah pemuaian zat gas. Pengertian pemuaian zat gas ialah pemuaian yang terjadi saat bertambahnya suhu, namun apabila menurun maka akan mengalami penyusutan. Pemuaian zat gas pada umumnya dikenal dengan muai volume. Di bawah ini terdapat rumus pemuaian zat gas yaitu sebagai berikut:

V = Vo (1 + y . Δl)

Keterangan:
V = Volume akhir (m³)
Vo = Volume mula mula (m³)
γ = Koefisien muai volume (1/273 °C)

Pada umumnya konsep pemuaian zat dapat terjadi dalam kehidupan sehari hari. Penerapan pemuaian ini dapat terjadi saat pemasangan kaca jendela, pemasangan listrik dan jaringan telepon, pemasangan sambungan rel kereta api, dan pemasangan bingkai besi di roda pedati.

Penyebab Pemuaian

Setelah menjelaskan tentang pengertian pemuaian, jenis jenis pemuaian dan rumus pemuaian di atas. Selanjutnya saya akan membahas tentang penyebab terjadinya pemuaian. Terjadinya pemuaian ini dapat disebabkan oleh adanya tekanan tinggi, cepatnya laju alur dan kenaikan temperatur. Ketika temperaturnya naik, maka partikel satu dengan lainnya yang bergerak akan saling bertabrakan. 

Tabrakan ini akan menyebabkan pemuaian karena secara alamiah terjadi perluasan daerah. Kemudian pemuaian juga dapat terjadi ketika sebuah alat dimasuki tekanan yang tinggi. Saat batas maksimum tekanan tersebut didekati, maka akan terjadi penyesuaian diri oleh unit tersebut dengan tekanan sekitarnya. Pemuaian pada umumnya memiliki batas maksimal sehingga tekanan yang ada tidak dapat disesuaikan lagi. Jika hal ini tidak diperhatikan, maka kebocoran dan ledakan akan terjadi.

Contoh Soal Pemuaian

Setelah menjelaskan tentang pengertian pemuaian, jenis jenis pemuaian, rumus pemuaian dan penyebab pemuaian di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh soal materi pemuaian terkait rumus di atas. Adapun contoh soal dan pembahasannya yaitu:

Panjang yang dimiliki oleh suatu baja ialah 1500 cm. Kemudian terjadi perubahan suhu yang besarnya 60°C. Tentukan panjang baja akhir, dimana α baja = 12 × 10‾⁶ °C‾¹?

Pembahasan:
Diketahui : L₀ = 1500 cm = 1,5 m; ∆T = 60°C; α baja = 12 × 10‾⁶ °C‾¹
Ditanyakan : Panjang baja akhir = ?
Jawab :
Contoh soal pemuaian ini dapat diselesaikan dengan rumus seperti berikut:
  L = L₀ + ∆L
∆L = L₀ α baja ∆T
  L = 1,5 + 1,5 x 12 × 10‾⁶ x 60
     = 1,5 + 1080 x 10‾⁶
     = 1,50108 m
Jadi panjang baja akhir tersebut ialah 1,50108 m.

Demikianlah penjelasan mengenai pengertian pemuaian, jenis jenis pemuaian, rumus pemuaian, penyebab pemuaian dan contoh soal pemuaian. Pada dasarnya konsep pemuaian dapat terjadi pada zat padat, zat gas dan zat cair. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi pemuaian di atas.