Perubahan temperatur

Perubahan temperatur

Semua Zat baik itu padat, cair maupun gas tersusun dari molekul-molekul atau atom-atom yang senantiasa bergerak dan tarik-menarik. Jika temperatur zat tersebut dinaikkan, maka molekul-molekul atau atom-atom tersebut akan bergerak semakin cepat. Tetapi gaya tarik-menariknya semakin lemah, sehingga jarak antar molekul-molekul atau atom-atommya semakin besar. Keadaaan demikian dikatakan benda itu memuai.

Air mempunyai sifat khusus terhadap suhu disekelilingnya, jika air didinginkan dari suhu 4 0C menjadi 0 0C volumenya justru bertambah. Sebaliknya jika air dipanaskan dari suhu 0 0C sampai dengan 4 0C volume air menyusut. Di atas suhu 4 0C air berperilaku normal dan volumenya memuai terhadap bertambahnya temperatur. Kerapatan air maksimum adalah pada temperatur 4 0C dimana nilainya adalah 1000 kg/m3 atau 1,000 gram/cm3. Keanehan yang terjadi pada air selanjutnya dikenal dengan nama anomali air. Sebenarnya sifat pemuaian bahan  dialami oleh seluruh bagian bahan tersebut. Namun, pemuaian bagian yang satu belum tentu sama dengan pemuaian bagian yang lain. Hal ini tergantung kepada bentuk atau ukuran bagian-bagian tersebut. Misalnya rel kereta api, kalau kena panas sinar matahari, sebenarnya tidak hanya panjangnya saja yang memuai tetapi juga lebarnya atau seluruh bagian penampangnya juga bertambah. Namun yang lebih mudah dilihat perubahannya adalah perubahan panjangnya. Ada kalanya perubahan terjadi merata diseluruh bagian ruang, misal pada pemuaian gas atau zat cair.

 Sebuah batang memiliki panjang Lo pada suhu awal To. Saaat suhu berubah sejumlah DT, panjang berubah sejauh DL. Percobaan menunjukkan bahwa jika DT tidak terlalu besar, DL akan berbanding lurus dengan DT. Jika dua batang dari bahan yang sama mengalami perubahan suhu yang sama tetapi yang satu lebih panjang dua kali dari pada yang lainnya, maka perubahan panjangnnya juga akan dua kali lipat. Dengan demikian DL juga harus  berbanding lurus dengan Lo. Dengan konstanta perbandingan a (Koefisien ekspansi linier bahan) dengan satuan (oC)-1 dapat dinyatakan hubungan itu dalam persamaan :

DL = a Lo DT                                                           … (2)

 

 

Jika sebuah benda memiliki panjang Lo pada suhu To maka panjangnnya L pada suhu T =To + DT adalah :

L = Lo + DL = Lo + a Lo DT = Lo (1 + a DT)                                        … (3)

 

Untuk banyak jenis bahan, setiap perubahan dimensi linier mengikuti persamaan (2) atau (3) sehingga L dapat merupakan tabung batang, panjang sisi suatu lembaran persegi, atau diameter sebuah tabung. Perubahan temperatur juga dapat menimbulkan perubahan volume, baik pada bahan padat maupun cair. Perubahan volume zat yang mengalami perubahan temperatur yang sama dinyatakan dengan hubungan yang hampir sama dengan persamaan (2), yaitu :

 

DV = bVo DT                                                     … (4)

 

Dimana DT adalah perubahan temperatur, Vo adalah volume awal, DV adalah perubahan volume, dan b adalah koefisien muai volume. Satuan b adalah (0C)-1. Nilai b untuk zat ditunjukkan pada tabel 2.2. Persamaan (2) dan (4) berlaku jika DL atau DV lebih kecil dibandingkan dengan Lo atau Vo.

Tabel 2.2. Koefisien pemuaian pada suhu 20oC.

Material

Koefisien Pemuaian Linier, a (oC)-1

Koefisien Pemuaian Volume, b (oC)-1

Padat

Aluminium

Kuningan

Besi atau baja

Timah

Gelas (biasa)

Cairan

Bensin

Merkuri

Ethyl alkohol

Glyserin

Air

Gas

Udara (dan gas lainnya pada tekanan atmosfer)

 

 

25 x 1 –6

19 x 10-6

12 x 10-6

29 x 10 –6

3 x 10-6

 

75 x 10-6

56 x 10-6

35 x 10-6

87 x 10-6

9 x 10-6

 

950 x 10-6

180 x 10-6

1100 x 10-6

500 x 10-6

210 x 10-6

 

3400 x 10-6

                                                                    (Giancoli, 1997 :455)

Perubahan temperatur | Moch Wahib Dariyadi | 4.5

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *