Pemuaian Termal

1 min read

Pemuaian Termal

AhmadDahlan.NET – Karakteristik fisik dari sebuah benda pada tingkat atom penyusunnya sangat dipengaruhi oleh energi yang ada pada benda itu sendiri. Penambahan energi luar akan membuat perubahan keadaan pada materi itu sendiri.

Pemuaian

Sebuah benda diberikan energi panas akan membuat energi kinetik dari atom-atom tersebut bertambah. Pada benda padat, atom yang cenderung kaku ketika dipanaskan akan bergetar lebih cepat sehingga jarak antar satu atom dan lainya bertambah. Jika semua pertambahan panjang pada tingkat atom ini diakumulasikan maka akan didapatkan pertambahan panjang dari materi yang dapat diamati. Hal ini disebut sebagai pemuaian termal atau pertambahan panjang karena kenaikan suhu.

Pada dasarnya sebenarnya pertambahan panjang akan terjadi ke semua arah tidak hanya x (panjang) sama tapi juga pada arah y dan z, namun mari kita ambil acuan pada titik x saja. Pertambahan panjang dari sebuah zat yang dipanaskan akan semakin besar jika samakin banyak atom yang dipanaskan dengan persamaan :

Δl = α lo ΔT

dimana

Δl : Pertambahan panjang (m)
α : Koefisien muai panjang (Co-1)
lo : Panjang mula-mula (m)
ΔT : Perubahan suhu (Co)

α merupakan karakteristik khusus yang nilai bergantung dari karakteristik fisik sebuah unsur atau senyawa berdasarkan perubahan panas yang dialami. Meskipun nilainya tidaklah konstan pada seluruh suhu namun pada suhu rendah, perubahan panjang dapat dianggap dianggap linier sehingga α memiliki nilai konstan.

Adapun nilai-nilai α dari berbagai benda pada suhu 20oC ditunjukkan pada table berikut :

MateriKoefisien Muai Linier (α)Koefisien Muai Volume (γ)
Besi12 x 10-635 x 10-6
Emas14 x 10-642 x 10-6
Aluminium 25 x 10-675 x 10-6
Timah 29 x 10-687 x 10-6
Beton≈12 x 10-6≈36 x 10-6
Kuarsa0,4 x 10-61 x 10-6
Raksa180 x 10-6
Bensin950 x 10-6
Air210 x 10-6
Udara (STP)3400 x 10-6

Contoh Kasus :

Sebuah jembatan disusun dari beberapa alas baja dengan panjang 10 m pada suhu 20oC. Berapakah jarak minimum antara baja jika perbedaan suhu pada malam hari adalah 15oC dan siang hari 33oC!

Tinggalkan Balasan