PEMUAIAN ZAT PADAT (MUAI PANJANG)

- Pemuaian Zat Padat

A. Muai Panjang

Pemuaian zat terjadi ke segala arah, sehingga panjang, luas, dan ukuran volume zat akan bertambah. Untuk zat padat yang bentuknya memanjang dan berdiameter kecil, sehingga panjang benda jauh lebih besar daripada diameter benda seperti kawat, pertambahan luas dan volume akibat pemuaian dapat diabaikan. Dengan demikian, hanya pertambahan ukuran panjang yang diperhatikan. Pemuaian 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.

Gambar 2. Musschenbroek adalah alat untuk menyelidiki muai panjang zat

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.

Gambar 3. Sebuah batang logam sebelum dipanaskan dan dan setelah dipanaskan

Pertambahan panjang suatu zat secara fisis:

  1. Berbanding lurus dengan panjang mula-mula

  2. Berbanding lurus dengan perubahan suhu

  3. Bergantung dari jenis zat

Pertambahan panjang suatu zat secara matematis dapat dituliskan:

                  Δl = l_{0 .} α . Δt

Keterangan:

  Δl= pertambahan panjang, dalam satuan meter

l₀  = panjang mula-mula, dalam satuan meter

α  = koefisien muai panjang, dalam satuan /°C

Δt = perubahan suhu, dalam satuan °C

Pertambahan panjang setiap zat berbeda-beda bergantung pada koefisien zat. Pertambahan panjang zat padat untuk kenaikan 1°C pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α   ).

Tabel 1. Koefisien muai panjang beberapa zat padat

  

   Pemuaian yang terjadi pada zat padat dapat berupa muai panjang, muai luas, atau muai volume. Pemuaian juga bergantung dari jenis bahannya (zat). Koefisien muai panjang aluminium jauh lebih besar daripada tembaga maupun besi sehingga pertambahan panjang yang terbesar terjadi pada aluminium (Al), tembaga (Cu), kemudian besi (Fe).

Itu artinya koefisien muai panjang α_Al >α _Cu >α _Fe.