11.27.2012

Pemuaian

Pemuaian Zat Padat
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat padat disebut Muschen Broek. Dalam eksperimen yang dilakukan bahwa hampir semua benda padat apabila dipanaskan mengalami perubahan panjang, luas dan volume.

Muai Panjang
L = Lo { 1 + α ( t2 – t1 ) }
Keterangan:
L   = Panjang setelah pemanasan atau pendinginan (m) atau (cm)
Lo = Panjang awal (m) atau (cm)
α   = Koefsien muai panjang (/0C)
t1   = Suhu mula - mula (/0C)
t2   = Suhu akhir (/0C )
 
  Muai Luas
A = Ao { 1 + β ( t2 – t1 ) }
Keterangan:
Ao = luas awal (m2) atau (cm2)
β = koefisien muai luas ( /0C )
t1 = suhu mula-mula ( 0C )
t2 = suhu akhir ( 0C )
Catatan: 
β = 2 α

Muai Volume
V = Vo { 1 + γ ( t2 – t1 ) }
Catatan:
V  = Volume setelah pemanasan atau pendinginan (m3) atau (cm3)
Vo = volume awal (m3) atau (cm3)
 γ  = koefisien muai volume ( /0C)
 t1 = suhu mula-mula (0C)
 t2 = suhu akhir (0C)
Catatan:
 γ = 3 α

Pemuaian Zat Cair
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat cair disebut labu didih. sifat utama zat cair adalah menyesuaikan dengan bentuk wadahnya. oleh karena itu zat cair memiliki muai volume saja

Pemuaian Zat Gas
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian gas disebut dilatometer. salah satu perbedaan antara zat gas dengan zat padat dan cair adalah volume zat gas dapat diubah - ubah dengan mudah. 

Untuk volume terhadap perubahan suhu pada tekanan tetap
V = Vo { 1 + γp ( t2 – t1 ) }
V = volume gas pada suhu t ( m3 )
Vo = volume gas mula-mula ( m3 )
γp = koefisien muai gas pada tekanan tetap ( /0C)
t1 = suhu mula-mula ( 0C )
t2 = suhu akhir ( 0C )
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas.
Keterangan:
P = tekanan (atm)
V = volume (liter)
T = suhu (K)

Tekanan terhadap perubahan suhu pada volume tetap
P = Po { 1 + γv ( t2 – t1 ) }
Keterangan:
P = tekanan gas pada suhu t ( m3 )
Po= tekanan gas mula-mula ( m3 )
γv = koefisien muai gas pada volume tetap ( /0C)
t1 = suhu mula-mula ( 0C )
t2 = suhu akhir ( 0C )
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.

Muai Volume Gas
Koefisien muai untuk semua jenis gas adalah sama yaitu 1/273 atau 0,00367 /K
Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap
P V = tetap         atau       P1 V1 = P2 V2
Keterangan
P = tekanan gas (atm) dan V = volume gas (liter)

Masalah yang ditimbulkan oleh pemuaian dalam kehidupan sehari-hari untuk menghindari bencana yang tidak diinginkan
1.   Pemasangan kaca jendela
Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai.
2.   Celah pemuaian pada sambungan jembatan
Sambungan antara dua jembatan beton terdapat celah di antaranya. Hal ini bertujuan agar jembatan tersebut tidak melengkung saat terjadi pemuaian.
3.   Sambungan rel kereta api
Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.
4.   Kawat telepon atau kawat listrik
Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang.
Beberapa manfaat pemuaian yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
1.   Pengelingan
Menyambung dua pelat dengan menggunakan paku khusus dengan proses khusus. Paku keling yang dipakai untuk mengeling sesuatu dalam keadaan panas sampai berpijar dan dimasukkan ke dalam lubang pelat yang hendak kita keling. Kemudian paku bagian atas dipukul-pukul sampai rata. Setelah dingin paku keling tersebut akan menyusut dan menekan kuat pelat tersebut.
2.   Keping bimetal
Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda.
3.   Pemasangan bingkai roda logam pada pedati dan kereta api
Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada






Tidak ada komentar:

Posting Komentar