Saat suhu suatu zat meningkat, maka zat tersebut akan mengalami perubahan dimensi. Perubahan dimensi ini disebut sebagai pemuaian zat. Pemuaian zat terbagi menjadi tiga jenis, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, serta pemuaian volume. Pada artikel ini, akan dibahas tentang tabel koefisien dan contoh soal untuk pemuaian panjang, pemuaian luas, serta pemuaian volume pada zat padat, cair, dan gas.
Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang adalah perubahan dimensi pada suatu zat yang hanya terjadi pada satu dimensi, yaitu panjang. Pemuaian panjang dapat ditemukan pada zat padat, cair, dan gas. Kenaikan suhu pada zat akan menyebabkan jarak antar partikel dalam zat tersebut semakin melebar.
Contoh soal:
Sebuah batang besi memiliki panjang 1 meter pada suhu 25°C. Jika suhu batang besi naik menjadi 100°C, tentukanlah perubahan panjang batang besi tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Panjang batang besi awal (L1) = 1 meter
Suhu awal (T1) = 25°C
Panjang batang besi akhir (L2) = ?
Suhu akhir (T2) = 100°C
Koefisien muai panjang besi (α) = 1,2 x 10-5 /°C
Rumus:
ΔL = α x L1 x ΔT
Substitusi:
ΔL = 1,2 x 10-5 /°C x 1 meter x (100°C – 25°C)
ΔL = 0,009 meter
Jadi, perubahan panjang batang besi adalah sebesar 0,009 meter.
Pemuaian Luas
Pemuaian luas adalah perubahan dimensi pada suatu zat yang terjadi pada dua dimensi, yaitu panjang dan lebar. Pemuaian luas hanya ditemukan pada zat padat dan cair. Kenaikan suhu pada zat akan menyebabkan jarak antar partikel dalam zat tersebut semakin melebar pada dua dimensi.
Contoh soal:
Sebuah papan kayu memiliki luas 2 m2 pada suhu 20°C. Jika suhu papan kayu naik menjadi 50°C, tentukanlah perubahan luas papan kayu tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Luas papan kayu awal (A1) = 2 m2
Suhu awal (T1) = 20°C
Luas papan kayu akhir (A2) = ?
Suhu akhir (T2) = 50°C
Koefisien muai luas kayu (β) = 3 x 10-5 /°C
Rumus:
ΔA = β x A1 x ΔT
Substitusi:
ΔA = 3 x 10-5 /°C x 2 m2 x (50°C – 20°C)
ΔA = 0,003 m2
Jadi, perubahan luas papan kayu adalah sebesar 0,003 m2.
Pemuaian Volume
Pemuaian volume adalah perubahan dimensi pada suatu zat yang terjadi pada tiga dimensi, yaitu panjang, lebar, dan tinggi. Pemuaian volume dapat ditemukan pada zat padat, cair, dan gas. Kenaikan suhu pada zat akan menyebabkan jarak antar partikel dalam zat tersebut semakin melebar pada tiga dimensi.
Contoh soal:
Sebuah balok besi memiliki volume 0,1 m3 pada suhu 50°C. Jika suhu balok besi naik menjadi 100°C, tentukanlah perubahan volume balok besi tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Volume balok besi awal (V1) = 0,1 m3
Suhu awal (T1) = 50°C
Volume balok besi akhir (V2) = ?
Suhu akhir (T2) = 100°C
Koefisien muai volume besi (γ) = 3 x 10-5 /°C
Rumus:
ΔV = γ x V1 x ΔT
Substitusi:
ΔV = 3 x 10-5 /°C x 0,1 m3 x (100°C – 50°C)
ΔV = 0,00015 m3
Jadi, perubahan volume balok besi adalah sebesar 0,00015 m3.
Tabel Koefisien Pemuaian
Berikut adalah tabel koefisien pemuaian beberapa zat:
| Zat | Koefisien Pemuaian |
|---|---|
| Besi | 1,2 x 10-5 /°C |
| Aluminium | 2,3 x 10-5 /°C |
| Kaca | 9 x 10-6 /°C |
| Air | 2,1 x 10-4 /°C |
| Benzin | 9,5 x 10-4 /°C |
| Uap air | 3,4 x 10-3 /°C |
Kesimpulan
Pemuaian zat terjadi pada suatu zat ketika suhunya meningkat. Pemuaian terbagi menjadi tiga jenis, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, serta pemuaian volume. Pada pemuaian panjang, perubahan dimensi terjadi pada satu dimensi. Pada pemuaian luas, perubahan dimensi terjadi pada dua dimensi. Sedangkan pada pemuaian volume, perubahan dimensi terjadi pada tiga dimensi. Setiap zat memiliki koefisien pemuaian yang berbeda-beda. Dalam menghitung perubahan dimensi suatu zat, kita dapat menggunakan rumus pemuaian dengan koefisien yang sesuai dengan zat tersebut.
