Soal dan Pembahasan Fisika Materi Pemuaian Benda

KOMPAS.com - Pemuaian adalah peristiwa perubahan dimensi atau ukuran suatu benda akibat perubahan suhu.

Dilansir dari buku Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika (2009) oleh Ruslan Tri Setiawan, dijelaskan mengenai fenomena pemuaian.

Ketika suhu bertambah, kecepatan getar meningkat, menyebabkan kebutuhan ruang antarpartikel bertambah pula. Inilah yang menyebabkan ukuran benda secara makro ikut bertambah.

Dikutip buku 100% Super Lengkap Gudang Super Soal Fisika (2014) oleh Idrus Abdul Kudus, terdapat tiga macam pemuaian pada zat yakni padat, cair, dan gas.

Berikut masing-masing rumus untuk pemuaian benda:

Pemuaian zat padat

Besarnya pemuaian panjang pada suatu zat padat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:

= panjang mula-mula (m)
L = panjang akhir benda (m)
Δt = perubahan suhu (°C)
α = koefisien muai panjang (/°C)

Pemuaian luas

Pertambahan luas pada suatu zat memenuhi persyaratan:

Dengan β = 2 α

Dengan:

A = luas akhir benda (m2)
= luas mula-mula (m2)
β = koefisien muai luas ('C)

Pemuaian volume

Pertambahan volume pada suatu benda memenuhi persamaan sebagai berikut:

Dengan Y = 3 α = 3/2 β

Keterangan:

V = volume akhir benda (m³)
= volume awal benda (m³)
γ = koefisien muai volume (/°C)

Berikut contoh soal dan pembahasannya:

Contoh soal 1

Suatu gas suhunya 27°C dipanaskan pada tekanan tetap. Berapa suhu gas tersebut saat volume gas menjadi 3 kali volume semula?

Jawab:

Pemuaian pada tekanan tetap:

Diketahui pada soal suhu mula-mula adalah 27°C kita ubah menjadi Kelvin.

27°C +273 = 300 K

Volume gas kedua = 3 kali volume gas pertama, jadi:

Jadi, suhu gas tersebut adalah 900 K.

Contoh soal 2

Jika suatu logam direkatkan dengan koefisien muai berbeda, maka apa yang terjadi ketika dipanaskan dan didinginkan?

Jawab:

Ketika dipanaskan akan memuai ke arah koefisien muai yang kecil, sedangkan jika didinginkan akan memuai ke koefisien muai yang lebih besar.

Itulah penjelasan mengenai pemuaian benda.