PENGERTIAN DAN JENIS-JENIS PEMUAIAN | MATERI IPA SMP KELAS VII

Pengertian Pemuaian

        Pemuaian merupakan sebuah peristiwa memuai, di mana suatu benda ukurannya membesar, baik panjang, lebar, tinggi, luas, ataupun bertambah volume yang dipengaruhi kalor (panas). Pemuaian bisa terjadi pada berbagai jenis zat, seperti zat padat, zat cair, dan zat gas. Sebagian benda bisa memuai dengan mudah sehingga kenaikan suhu yang terjadi meski tak besar cukup untuk membuat ukuran benda berubah jadi bertambah. Sebaliknya beberapa benda ada yang memang sulit memuai sehingga meski suhu sudah berubah lebih besar, tak akan terjadi perubahan apapun. 

Jenis-Jenis Pemuaian

1. Pemuaian Zat Padat

    a. Pemuaian Panjang

            Pemuaian panjang merupakan perubahan panjang suatu benda saat benda tersebut         mengalami kenaikan suhu akibat dipanaskan. Peristiwa ini terjadi pada zat padat yang ukuran panjangnya jauh lebih besar jika dibandingkan dengan lebar atau diameternya, seperti paku, kawat, batang besi, dan sebagainya. Contohnya Pada siang hari, karena suhu udara cenderung panas, batang rel akan mengalami pemuaian (bertambah panjang). Sementara itu, di malam hari, batang rel akan menyusut (bertambah pendek) kembali karena suhu udara yang dingin. Perhatikan gambar berikut.

Gambar 1. Ilustrasi sambungan rel kereta api 

(Sumber: https://cdn-web.ruangguru.com/landing-pages/assets/hs/IMG_1095-min.gif)

Rumus pemuaian panjang yaitu: 

Δx= Lo. α. ΔT 

Keterangan: 

ΔX = besarnya pemuaian panjang 

Lo = panjang mula-mula 

α = konstanta pemuaian 

ΔT = selisih suhu 

L = Lo + Δx 

L = Lo (1 + α.ΔT) 

L = panjang setelah dipanaskan 

Lo = panjang mula-mula

    b. Pemuaian Luas

        Pemuaian luas merupakan perubahan luas suatu benda saat benda tersebut mengalami kenaikan suhu akibat dipanaskan. Pemuaian luas ini dapat diamati pada benda yang ketebalannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan panjang dan lebarnya. Jadi, pemuaian arah tebalnya juga jauh lebih kecil daripada pemuaian di arah panjang dan lebarnya, sehingga bisa diabaikan. Muai luas dapat diamati pada kaca jendela, pada saat suhu udara panas, dan suhu kaca menjadi naik sehingga terjadi pemuaian, maka kaca memuai lebih besar daripada pemuaian bingkainya, akibatnya kaca terlihat terpasang sangat rapat pada bingkai. Pertambahan luas suatu zat bila dipanaskan akan: 

• Berbanding lurus dengan luas mula-mula
• Berbanding lurus dengan perubahan suhu
• Bergantung dari jenis zat

Rumus pemuaian luas yaitu: 

ΔA = Ao.β.ΔT 

A = Ao + ΔA 

A = A0 (1+β.ΔT) 

Keterangan: 

Ao = Luas Sebelum dipanaskan 

A = luas setelah pemanasan

 ΔA = penambahan luas 

β = koefisien muai luas 

ΔT = selisih suhu (kenaikan suhu)

c. Pemuaian Volume

      Pemuaian volume adalah perubahan volume suatu benda saat benda tersebut mengalami kenaikan suhu akibat dipanaskan. Pemuaian volume terjadi jika seluruh dimensi benda cukup besar, sehingga pemuaian ke semua arah tidak bisa diabaikan. Pertambahan volume suatu zat yang dipanaskan, secara fisis :

• Berbanding lurus dengan volume mula- mula zat
• Berbanding lurus dengan perubahan suhu zat
• Bergantung dari jenis bahan Pertambahan volume zat yang terjadi akibat panas 

                Contohnya ketika kita memasak air, ketika dipanaskan air dan panci sama-sama menyerap kalor dari api. Nah, panci yang menyerap kalor atau energi panas itu, ukurannya akan bertambah karena mengalami pemuaian. Pemuaian ini menyebabkan panci mengalami penambahan volume. Perhatikan gambar berikut.

Gambar 2. Ilustrasi pemuaian pada panci yang dipanaskan

(Sumber: https://cdn-web.ruangguru.com/landing-pages/assets/hs/FullSizeRender%20(4).gif) 

Rumus pemuaian volume yaitu: 

      ΔV = Vo.γ.ΔTV = Vo + ΔVV = Vo(1+γ.ΔT) 

      Keterangan: 

      ΔV = penambahan volume 

      Vo = volume awal 

      ΔT = kenaikan suhu 

      γ = koefisien muai volume

2. Pemuaian Zat Cair

        Zat cair memiliki sifat utama yaitu menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. Oleh sebab itu pemuaian pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal sebagai muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair, semakin besar pula muai volumenya. Contoh pemuaian zat cair adalah pada air raksa atau alkohol pada termometer yang memuai dan menyusut karena perubahan suhu.

Rumus pemuaian zat cair yaitu: 

ΔV = Vo.b.ΔT 

Keterangan: 

Vo = volume awal 

b = koefisien muai volume zat cair 

ΔV = penambahan volume yang terjadi 

ΔT = selisih suhu

3. Pemuaian Zat Gas

        Gas mengalami pemuaian ketika suhunyabertambah dan mengalami penyusutan jika suhunya turun. Pada gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas. Contohnya ketika kamu meniup balon, dan balon tersebut kamu letakkan di halaman yang terkena terik sinar Matahari, maka lama kelamaan balon itu menjadi pecah. Pecahnya balon tersebut karena gas/udara dalam balon memuai dan balon yang ikut memuai terdesak keluar sehingga pada pemuaian gas dan balon, balon tak lagi mampu menahan itatan partikel balonnya hingga mengakibatkan balon meletus. Contoh lainnya adalah kita tidak boleh mengisi angin ban kendaraan terlalu penuh. Jika ban mengalami peningkatan suhu, gas dalam ban akan memuai dan menyebabkan ban meletus.

Rumus pemuaian zat gas yaitu: 

Vt = Vo {1 + y. t} atau Vt = Vo {1 + 1/273 . t} 

Keterangan: 

y = koefisien muat gas = 1/273 1°C 

t = kenaikan suhu dari 0°C menjadi t°C 

Vo = volum gas pada 0°C 

Vt = volum gas pada t°C

Referensi:

https://www.ruangguru.com/blog/proses-pemuaian-zat-padat-dan-contohnya. Diakses pada tanggal 11 Desember 2023.

https://ditsmp.kemdikbud.go.id/beberapa-pemuaian-zat-yang-diakibatkan-oleh-suhu/. Diakses pada tanggal 11 Desember 2023.

https://tirto.id/contoh-soal-pemuaian-kelas-7-gR7j. Diakses pada tanggal 11 Desember 2023.

Victoriani Inabuy,dkk. 2021. Buku Panduan Siswa IPA SMP Kelas VII, Badan Penelitian dan Pengembangan dan Perbukuan pusat Kurikulum dan Perbukuan.Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi. Jakarta: PT. Temprina Media Grafika.