Suhu
dan pemuaian adalah salah satu diantara sekian banyak topik yang sering dibahas
dalam kajian ilmu Fisika. Berikut ini akan kami sajikan sedikit pembahasan
tentang suhu dan pemuaian.
Suhu
Kata
suhu sering diartikan sebagai suatu besaran yang menyatakan derajat panas atau
dinginnya suatu benda. Seperti besaran lainnya, kita dapat mengukur besaran
suhu ini dengan menggunakan alat ukur yang bernama termometer, suatu alat yang
dinyatakan dengan angka tertentu yang berfungsi sebagai skala pengukuran suhu.
Dewasa ini, telah dikenal berbagai jenis ragam skala untuk pengukuran suhu,
yaitu:
1. Skala Celcius.
Ditemukan
pertama kali oleh Anders Celcius pada tahun 1742.
Titik
lebur: 0 derajat
Titik
didih: 100 derajat
Jumlah
skala: 100
2. Skala Reaumur
Ditemukan
pertama kali oleh Rene Antoine Ferchault de Reaumur pada tahun 1731.
Titik
lebur: 0 derajat
Titik didih: 80 derajat
Jumlah
skala: 80
3. Skala Fahrenheit
Ditemukan
pertama kali oleh Daniel Gabriel Fahrenheit pada tahun 1744
Titik
lebur: 32 derajat
Titik
didih: 212 derajat
Jumlah
skala: 180
4. Skala Kelvin
Ditemukan
pertama kali oleh Lord Kelvin pada tahun 1848.
Titik
lebur: 273 derajat
Titik
didih: 373 derajat
Jumlah
skala: 100
Perbandingan
skala antara termometer Celcius, Reaumur, dan Fahrenheit adalah:
C : R : F = 5 : 4 : 9
Dengan
memperhatikan titik tetap bawah dari masing-masing skala diatas, maka
hubungan dari skala-skala tersebut adalah:
Konversi
Skala Celcius dan skala Kelvin adalah:
Pemuaian
Pada
umumnya, Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika
didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul
molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah
besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah
pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat
tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya
pemuaian zat sangat tergantung ukuran benda semula, kenaikan suhu dan jenis
zat. Efek pemuaian zat sangat bermanfaat dalam pengembangan berbagai teknologi.
Berikut ini jenis-jenis pemuaian:
1. Pemuaian Panjang
Alat
yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat
adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang
mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
Hubungan
antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan
persamaan:
2. Pemuaian Luas
Jika
yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan
mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan
mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang.
Hubungan
antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat
adalah:
Pemuaian
luas dapat kita amati pada jendela kaca rumah. Pada saat udara dingin kaca
menyusut karena koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu.
Jika suhu memanas maka kaca akan memuai lebih besar daripada kayu kusen
sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan sangat rapat pada kusen kayu.
3. Pemuaian Volume
Jika
suatu balok mula-mula memiliki panjang P, lebar L, dan tinggi h dipanaskan
hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan
luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
Tidak ada komentar:
Posting Komentar