Muai Panjang, Luas dan Volume Zat Padat

1. MUAI PANJANG

Benda yang bentuknya berupa batang (ukuran luas dan volume diabaikan) ketika suhu dinaikkan akan mengalami muai panjang. Panjang setelah pemuaian dirumuskan :

L = Lo { 1 + α Δt }

Keterangan:
L   = panjang setelah memuai (m)
L_o = panjang mula-mula (m)
α   = koefisien muai panjang (/°C)
Δt  = perubahan suhu (°C)
ΔL  = perubahan panjang (m)

Koefisien muai zat

Koefisien muai adalah : perubahan panjang/ luas/volum/ tekanan yang terjadi pada suatu zat ketika temperaturnya naik satu derajat celcius. Misalnya  koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 / ^oC , berarti setiap kenaikan temperatur 1 ^oC panjang tembaga bertambah 0,000017 m.

Contoh Soal

Batang tembaga pada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang tembaga 1,7x10^-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang ?

Penyelesaian:
Diketahui:     t1 = 20 °C
                      L_o = 50 cm
                      t2 = 100 °C
                      α = 0,000017 /  °C
Ditanya:        L = …… ?
Jawab:           Δt = 100 °C - 20 °C = 80 °C
                      L = L_o (1 + α.Δt)
                      L = 50 cm ( 1 + 0,000017 /  °C x 80 °C )
                      L = 50 cm ( 1+ 0,00136 )
                      L = 50,068 cm

Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.

2. MUAI LUAS

Benda yang berbentuk pipih atau plat mempunyai ukuran luas, bila dipanaskan akan memuai pada arah panjang dan lebar sehingga menyebabkan pertambahan luas.

Luas setelah pemuaian dirumuskan:

A = Ao { 1 + β Δt } 

Keterangan:
A   = luas setelah memuai (m²)
A_o = luas mula-mula (m²)
β   = 2 α = koefisien muai luas (/°C)
Δt  = perubahan suhu  (°C)
ΔA  = perubahan luas (m²)

3. MUAI VOLUM ZAT PADAT

Benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar, dan tebal (mempunyai volum) bila dipanaskan benda tersebut akan memuai pada semua arah sehingga menyebabkan pertambahan volume.

Volume benda setelah pemuaian:

V = Vo { 1 + γ Δt }

Keterangan:
V   = volum setelah memuai (m³)
V_o = volum mula-mula (m³)
γ   = 3 α  = koefisien muai volum  (/°C)
Δt  = perubahan suhu  (°C)
ΔV  = perubahan volum (m³)