Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya

Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya

Amongguru.com. Pemuaian zat padat adalah peristiwa bertambah besarnya ukuran suatu benda padat, karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda padat tersebut.

Kenaikan suhu tersebut menyebabkan benda memperoleh tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat.

Gerakan cepat dari molekul-molekul zat padat akibat dipanaskan ini dapat menyebabkan zat padat memuai ke segala arah.

Pemuaian zat padat contohnya adalah pemuaian yang terjadi pada rel kereta api, pemuaian pada kabel listrik, dan pemuaian kaca jendela.

Hampir semua zat padat akan memuai jika dipanaskan. Pemuaian zat padat meliputi pemuaian panjang, pemuaian luas dan pemuaian volume.

Pada kesempatan kali ini, admin akan jelaskan salah satu jenis pemuaian zat padat, yaitu pemuaian panjang.

Pengertian Pemuaian Panjang

Pemuaian panjang adalah pertambahan panjang suatu benda akibat pengaruh suhu. Pemuaian panjang termasuk pemuaian satu dimensi.

Untuk menghindari pemuaian panjang pada benda, maka beberapa benda yang dibuat dengan memperhatikan prinsip pemuaian tersebut.

Misalnya pemasangan kabel listrik yang dipasang yang dibuat lebih kendur untuk menghindari pemuaian pada siang hari. Karena radiasi sinar matahari, kabel listrik dapat memuai sehingga jika tidak dipasang kendur akan putus.

 Selain itu, contoh lainnya adalah celah pada sambungan rel kereta api. Besi pada sambungan rel kereta, diberi rongga untuk mencegah terjadinya kecelakaan.m

Apabila tidak diberi rongga besi rel akan melengkung karena adanya pemuaian karena panas matahari.

Besarnya pemuaian panjang tergantung pada konstanta muai panjang zat dan nilai konstanta untuk tiap zatnya.

Alat Pendeteksi Pemuaian Panjang

Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah Musschenbroek.

Jika batang logam yang dipasang pada alat Musschenbroek dipanaskan, maka batang logam akan bertambah panjang.

Akan tetapi, pertambahan panjang batang logam yang satu dengan yang lain berbeda.  Artinya, tingkat pemuaian logam-logam tersebut juga berbeda.

Logam yang paling besar pemuaiannya akan mendorong jarum penunjuk hingga berputar paling jauh, sedangkan logam yang pemuaiannya paling kecil akan mendorong jarum penunjuk berputar paling dekat.

Jika digunakan batang logam aluminium, baja, dan besi maka logam aluminium memuai paling besar, sedangkan besi adalah logam yang memuainya paling kecil.

Berikut ini adalah tabel koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat padat.
No
Jenis Bahan
Koefisien Muai Panjang/°C
1
Aluminium
0,000026
2
Baja
0,000011
3
Besi
0,000012
4
Emas
0,000014
5
Kaca
0,000009
6
Kuningan
0,000018
7
Tembaga
0,000017
8
Platina
0,000009
9
Timah
0,00003
10
Seng
0,000029
11
Pyrex
0,000003
12
Perak
0,00002

Rumus Perhitungan Pemuaian Panjang

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.

Jika sebuah batang mempunyai panjang mula-mula lo, koefisien muai panjang (α), suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi lt dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan sebagai berikut.
lt = lo + 
Karena l = l1α×T, maka persamaan (1) menjadi seperti berikut.
lt = lo(1 + α × T) 
Keterangan:
lo = panjang batang mula-mula (m)
lt = panjang batang setelah dipanaskan (m)
l = selisih panjang batang = lo lt
α = koefisien muai panjang (/°C)
T1 = suhu batang mula-mula (°C)
T2 = suhu batang setelah dipanaskan (°C)
T = selisih suhu (°C) = T2 T1
Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya

Contoh Soal Pemuaian Panjang 

Sebuah benda yang terbuat dari logam memiliki panjang 20 cm. Berapakah panjang akhir logam tersebut jika terjadi perubahan suhu sebesar 40°C? (koefisien muai panjang logam 0,001 °C-1)

Penyelesaian:

Diketahui :
l0 = 20 cm = 0,2 m
T = 40 °C
α = 0,001 °C-1 
Ditanya  l = … ?
Jawab:
lt = lo(1 + α × T) 
lt = 0,2. (1+0,001.40)
l= 0,2. (1+0,04)
lt = 0,2.1,04
l= 0,208 m = 20,8 cm
Jadi, panjang akhir logam tersebut sebesar 20,8 cm.

Baca juga :

Demikian ulasan mengenai Pemuaian Panjang Pada Zat Padat, Pengertian, dan Contoh Soalnya. Terima kasih sudah berkunjung dan semoga bermanfaat.

 

Tinggalkan Balasan