Alat Yang Digunakan Untuk Menyelidiki Pemuaian Zat Cair Adalah

1.1. Pemuaian Panjang

Pemuaian panjang adalah pertambahan ukuran panjang suatu benda dari panjangnya semula karena kenaikan suhu. Pemuaian panjang umumnya terjadi pada benda berbentuk batang.

Contoh pemuaian panjang  zat padat adalah pada kawat dan rel kereta api. Kawat listrik yang terbuat dari tembaga dapat memuai pada siang hari karena adanya kenaikan suhu akibat terik matahari.

Sedangkan, pada rel kereta api seringkali terjadi pembengkokan karena mengalami pemuaian panjang ketika suhunya meningkat.

Alat untuk menyelidiki atau mengukur besarnya pemuaian panjang zat padat disebut musschenbroek.

Cara kerjanya adalah ketika batang logam dipanaskan, batang tersebut akan memuai sehingga mendorong jarum skala musschenbroek yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang.

Pemuaian panjang dipengaruhi oleh panjang awal benda, koefisien muai panjang benda, dan besarnya kenaikan suhu.

Koefisien muai panjang
adalah bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda setiap satuan panjang saat mengalami kenaikan suhu 1
^oC. Koefisien muai panjang disimbolkan dengan α (alfa).

Koefisien muai panjang suatu zat padat bergantung pada jenis zat atau bahan. Berikut ini adalah tabel contoh nilai koefisien muai panjang untuk beberapa jenis zat:

Zat Padat	Koefisien Muai Panjang (/oC)
Aluminium	2,4 x 10-5
Kuningan	1,9 x 10-5
Tembaga	1,7 x 10-5
Kaca Biasa	0,9 x 10-5
Kaca Pyrex	0,32 x 10-5
Baja	1,1 x 10-5

Bila panjang mula-mula sebuah benda yang bersuhu T
adalah L, maka panjang benda setelah dipanaskan hingga suhu T dapat diketahui melalui rumus pemuaian panjang:

ΔL = L
.
α
.
ΔT, atau

L_t
= L
+ L
.
α
.
ΔT, atau

L_t
= L
{1 + α(T – T)}

Keterangan:

• ΔL (L_t
  – L) = pertambahan panjang benda (m)
• ΔT (T – T) = perubahan suhu (^oC)
• L_t
  = panjang benda setelah dipanaskan (m)
• L
  = panjang benda mula-mula (m)
• α = koefisien muai panjang (/
  _^oC)
• T = suhu benda setelah dipanaskan (^oC)
• T
  = suhu benda mula-mula (^oC)

Sementara itu, rumus koefisien muai panjang dituliskan dengan persamaan:

α =
^ΔL
/
_L
.
ΔT

1.2. Pemuaian Luas

Contoh pemuaian luas zat padat adalah kaca, seperti kaca pada jendela. Itulah sebabnya mengapa sehingga bingkai jendela dibuat lebih besar daripada luas kaca sehingga terdapat celah kosong antara kaca dan bingkai jendela.

Tujuannya adalah ketika kaca memuai akibat cuaca panas, kaca tidak menekan bingkai karena masih ada celah kosong sehingga kaca tidak pecah.

A_t
= A
{1 + 2α(T – T)}

 β = 2
.
α

Keterangan:

• ΔA (A_t
  – A) = pertambahan luas benda (m²)
• ΔT (T – T) = perubahan suhu (^oC)
• A_t
  = luas benda setelah dipanaskan (m²)
• A
  = luas benda mula-mula (m²)
• β = koefisien muai luas benda (/
  _^oC)
• T = suhu benda setelah dipanaskan (^oC)
• T
  = suhu benda mula-mula (^oC)

Sementara itu, rumus koefisien muai luas dituliskan dengan persamaan:

β =
^ΔA
/
_A
.
ΔT

1.3. Pemuaian Volume (Ruang)

Pemuaian volume (ruang) adalah pertambahan ukuran volume suatu benda dari volumenya semula karena kenaikan suhu. Pemuaian volume umumnya terjadi pada benda berbentuk balok atau bola.

Contoh pemuaian volume (ruang) zat padat adalah pada bola logam yang tergantung dan dikeliling cincin. Pada keadaan awal, bola dan cincin logam tidak bersentuhan karena terdapat jarak antara keduanya.

Kemudian, bola logam itu dipanaskan di atas api pembakar selama waktu tertentu. Setelah bola logam dipanaskan, ternyata tidak ada jarak antara bola logam dan cincin.

Hal tersebut terjadi karena bola logam yang merupakan benda padat memuai ketika dipanaskan, ukuran volume bola bertambah besar dibanding ukuran semula.

Apabila volume sebuah benda yang bersuhu T
adalah V, maka volume benda setelah dipanaskan hingga suhu T dapat diketahui melalui rumus pemuaian volume berikut:

γ = 3
.
α

Keterangan:

• ΔV (V_t
  – V) = pertambahan volume benda (m³)
• ΔT (T – T) = perubahan suhu (^oC)
• V_t
  = volume benda setelah dipanaskan (m³)
• V
  = volume benda mula-mula (m³)
• γ = koefisien muai volume (/
  _^oC)
• T = suhu benda setelah dipanaskan (^oC)
• T
  = suhu benda mula-mula (^oC)

Sementara itu, rumus koefisien muai volume dituliskan dengan persamaan:

γ =
^ΔV
/
_V
.
ΔT

2. Pemuaian Zat Cair

Zat cair hanya mengalami pemuaian volume saja. Proses pemuaian zat cair lebih cepat dari pemuaian zat padat.

Contoh pemuaian volume zat cair adalah air dalam panci yang dipanaskan di atas kompor. Air yang menerima panas akan mengalami pemuaian volume yang ditandai dengan tinggi muka air dalam panci naik.

Alat yang digunakan untuk menyelidiki atau mengukur pemuaian zat cair disebut dilatometer, yaitu sebuah labu kaca yang mempunyai pipa kecil dan dilengkapi skala.

Cara kerja alat ini, dilatometer diisi suatu jenis cairan, misalnya alkohol, hingga garis nol. Kemudian, labu berisi alkohol ini dicelupkan ke dalam sebuah bak yang berisi air panas.

Mula-mula permukaan alkohol sedikit turun, kemudian naik dengan cepat melampaui kedudukan semula. Hal ini disebabkan pemuaian alkohol lebih besar daripada pemuaian kaca labu.

Pada umumnya, zat cair akan memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan. Besarnya pemuaian dipengaruhi oleh koefisien muai volume yang bergantung pada jenis zat cair.

Berikut ini adalah tabel nilai koefisien muai dari beberapa jenis zat cair:

Zat Cair	Koefisien Muai Volume (/oC)
Etil Alkohol	1,12 x 10-4
Gliserin	4,85 x 10-4
Raksa	1,82 x 10-4
Air	4 x 10-4
Aseton	1,5 x 10-4
Benzena	1,24 x 10-4

Namun, khusus untuk air terdapat anomali ketika ia berada pada suhu 0
^oC hingga suhu 4
^oC. Keadaan inilah yang lazim disebut dengan istilah anomali air.

Air apabila mengalami pemanasan dari suhu 0
^oC hingga suhu 4
^oC, maka air akan menyusut. Sebaliknya, apabila mengalami pendinginan dari suhu 4
^oC hingga 0
^oC, air justru memuai.