Contoh pemuaian zat cair pada kehidupan sehari hari

Pemuaian adalah proses penambahan volume yang dialami unsur atau benda tertentu, umumnya sebagai akibat dari perubahan suhu.

Ini adalah proses fisik yang memperoleh besaran berbeda dalam padatan, cairan, dan gas. Terkadang perubahan ini minimal dan tidak terlihat, yang lain terlihat jelas.

Harus dikatakan bahwa pemuaian yang dihasilkan oleh aksi suhu disebut ekspansi termal, dan ini bukan satu-satunya yang terjadi di alam.

Proses yang terjadi di serviks wanita saat melahirkan juga dikenal sebagai dilatasi; peningkatan ukuran serviks memungkinkan bayi keluar.

Lebih lanjut, kata tersebut diterapkan dalam arti kiasan pada situasi apa pun yang berlangsung lama di luar perkiraan.

Ekspansi termal

Tetapi perlu memikirkan konsep ekspansi termal. Penjelasan untuk proses ini terletak pada kenyataan bahwa semua benda terdiri dari partikel, dan ketika suhu benda ini meningkat, partikel tersebut bergerak lebih cepat, sehingga membutuhkan lebih banyak ruang, karenanya volumenya meningkat.

Tidak semua benda merespons dengan cara ini, dan banyak yang melakukannya dengan membatasi efeknya, yaitu menurunkan suhu, yang disebut kontraksi termal.

Mempertimbangkan kemungkinan peningkatan volume benda tertentu adalah penting karena pemuaian ini dapat menyebabkan jeda dan bahkan kecelakaan serius, misalnya dalam kasus jembatan atau pipa.

Dikatakan sebelumnya bahwa pemuaian adalah proses yang terjadi baik dalam benda padat maupun dalam cairan dan gas. Sifat benda-benda yang melawan dilatasi adalah sifat kohesi antar partikel, yang lebih kuat pada benda padat.

Oleh karena itu, dalam padatan itu adalah di mana pemuaian kurang terlihat, tetapi bagaimanapun itu terjadi. Setiap bahan padat memiliki koefisien muai yang berbeda-beda, yang ditunjukkan dengan besarnya volume yang akan bertambah. Es adalah salah satu yang menunjukkan kecenderungan terbesar untuk pemuaian.

Pemuaian dalam zat cair juga terjadi dengan intensitas yang berbeda, tetapi dalam hal apapun itu lebih nyata daripada pada padatan.

Akhirnya, pemuaian gas adalah yang paling jelas, dan intensitas pemuaiannya sama untuk semua gas pada tekanan tertentu.

Contoh Pemuaian

Beberapa contoh pemuaian suhu diberikan:

• Ekspansi yang terjadi pada ban karet
• Lembaran seng akan mengembang jika terkena sinar matahari
• Pengukur panjang oleh pita (menghasilkan kesalahan pengukuran)
• Sistem perpipaan
• Retak wadah marmer saat memasukkan cairan panas
• Kabel saluran listrik
• Peningkatan volume saat membekukan air di dalam botol
• Lantai parket dinaikkan dengan pemanas
• Aspal jalan, yang bisa retak
• Pekerjaan bertambah saat membuka pintu yang basah
• Pupil mata, yang jika terkena luminositas berbeda, akan melebar atau berkontraksi
• Pemuaian yang dialami minyak oleh panas
• Pekerjaan bertambah membuka pintu logam yang terkena sinar matahari
• Jendela berbingkai logam membutuhkan spacer karet
• Pemuaian gelembung saat botol soda dibuka
• Sambungan ekspansi di rel kereta api
• Retaknya ubin, pada kesempatan tertentu
• Proses yang mempengaruhi merkuri dalam termometer
• Kemungkinan tumbler kaca meledak jika ditaruh air yang sangat panas di dalamnya
• Penyakit yang disebabkan jantung membesar.

Pengertian

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda yang terjadi karena kenaikan suhu zat.Ketika sebuah bahan mengalami pemanasan, volumenya selalu meningkat dan setiap dimensi meningkat bersamaan (De Chiara, 1978).

Pada tingkat mikroskopis dapat menentukan ketepatan hubungan antara hubungan panjang pada objek dengan perubahan suhu, penambahan pada ukuran dapat dipahami pada istilah peningkatan energi kinetik akibat setiap molekul bertumbukan sangat kuat dengan molekul disebelahnya. Molekul akan mendorong satu sama lain sampai terpisah dan mengembangkan bahan(Joseph, 1998).

Pengertian lainnya pemuaian ialah bertambahnya suatu ukuran benda diakibatkan adanya kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian tersebut dapat terjadi pada zat-zat yang padat, cair, dan juga gas. Besarnya pemuaian zat tersebut sangat tergantung pada ukuran benda pertamanya, kenaikan suhu dan juga jenis zat. Efek pemuaian zat tersebut sangat bermanfaat didalam suatu pengembangan berbagai teknologi.

Jenis Pemuaian

Pemuaian terbagi menjadi tiga jenis yaitu pemuaian zat padat, cair, dan gas. Ketiga jenis ini akan dijelaskan sebagai berikut:

Pemuaian zat padat

Pemuaian zat padat adalah jenis pemuaian yang terjadi pada suatu benda,contohnnya seperti bingkai jendela, rel kereta api, dan kabel listrik. Bingkai jendela pada siang hari tampak melengkung, hal ini terjadi karena benda tersebut mengalami pemuaian. Pemuaian pada suatu benda terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Pemuaian pada suatu zat padat dibedakan menjadi tiga yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

• Pemuaian panjang. Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah: Kabel jaringan listrik pada instalasinya panjang kabel listrik dilebihkan, hal ini dikarena kabel listrik mengalami pemuaian panjang. Kabel listrik akantampak kencang pada pagi hari dan tampak kendur pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian akibat terkenan panas dari sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
• Pemuaian luas. Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah jendela kaca rumah. Pada saatu udara dingin kaca munyyusut karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada koefisien muai kayu. Jika suhu meningkat maka kaca akan memuai lebih besar daripada kayu kusen sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan rapat pada kusen kayu tersebut. Seperti halnya pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.
• Pemuaian volume. Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang.

Pemuaian zat cair

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, maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuaan antara wujud cair, padat, dan gas disebut dengan triple point.

Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0oC sampai 4oC volumenya tidak bertambah akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4oC air memiliki volume terendah. Pada suhu 4oC air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikan dari 0– 4oC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikan dari 4oC ke atas akan memuai. Hubunga antara volume dan suhu pada air digambarkan pada grafik berikut:

Pemuaian zat gas

Gas mengalami pemuaian ketika suhunya bertambahan dan akan mengalami penyusutan jika suhunya turun. Pada pemuaian zat gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas tersebut.

Pemuaian pada zat gas terbagi menjadi tigas macam yaitu pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal), pada tekanan tetap (isobarik), dan volume tetap (isokhorik).

• Pemuaian gas saat isotermal. Salah satu contohnya adalah pompa untuk mengisi angin pada ban sepeda. Awalnya akan terasa ringan (ketika diangkat), namun lama kelamaan akan menjadi semakin berat. Hal ini dikarenakan ketika menekan pompa, hal itu berarti volume gas tersebut akan mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle yang menyatakan bahwa gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap.
• Pemuaian gas saat isobarik. 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.
• Pemuaian gas saat isokhorik. Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sbeanding denga suhu mutlaknya.