PEMUAIAN ZAT PADAT

Anda telah mengetahui bahwa pemuaian zat padat menimbulkan masalah. Kaca jendela yang terus menerus terkena panas dapat pecah karena memuai. Karena itu selalu didesain ukuran bingkai kaca sedikit lebih besar dari pada ukuran kacanya. Pemanasan rel kereta terus menerus dapat menyebabkan rel melengkung. Karena itu desain awal sambungan rel kereta menyediakan celah di antara sambungan dua batang relnya.

Zat padat yang dipanaskan akan mengalami pemuaian panjang, pemuaian luas, pemuaian volume.
    Muai panjang
Pertambahan panjang (∆L) suatu batang tergantung pada :
    Panjang batang mula (L_0)
    Koefisien muai panjang (α)
    Kenaikan suhu (∆T)
∆L= L_0.α.∆T
Atau
α=∆L/(L_(0.) ∆T)

Panjang batang setelah suhu dinaikkan adalah :
L_T=L_0+∆L
L_T=L_0+L_0 α∆T
L_T=L_0 (1+α∆T)
Keterangan :
∆L = pertambahan panjang batang (m)
L_0 = panjang batang mula-mula
L_T = panjang batang setelah suhu naik (m)
α = koefisien muai panjang (/℃)
∆T = kenaikan suhu (℃)



    Muai luas
Jika suatu benda berbentuk bidang dinaikkan suhunya, maka sisi-sisi bidang tersebut (panjang dan lebar) akan bertambah panjang. Besarnya pertambahan luas tergantung :
      Luas mula-mula (A0)
      Kenaikan suhu (∆T)
      Koefisien muai luas (β)
Perubahan luas benda sebagai akibat kenaikan suhudapat dirumuskan :
∆A=A_0 β∆T
Atau
β=2a

Luas bidang setelah suhunya dinaikkan adalah :
A_r=A_0 ∆A
A_r  =A_0 β∆T
〖                 A〗_r  =A_0 (1+β∆T)
Keterangan :
∆A = pertambahan tugas (m2)
A_r = luas bidang setelah suhu naik (m2)
A_0 = luas bidang mula-mula (m2)
β = koefisien muai luas (/℃)
     ∆T = kenaikan suhu (℃)


    Muai volume/ruang
Suatu benda yang berbentuk tiga dimensi jika diberi kalor, selain bertambah panjang dan lebarnya juga akan bertambah tinggi, sehingga benda tersebut mengalami pemuaian volume. Pertambahan volume benda dapat dirumuskan sebagai berikut :
∆V=V_0 γ∆T
            Atau
γ=3a

Volume benda setelah naik menjadi :
V_T=V_0+∆V
V_T=V_0+V_0 γ∆T
V_T=V_0 (1+γ∆T)
Keterangan :
∆V = pertambahan volume (m3)
V_T = volume bidang setelah suhu naik (m3)
V_0 = volume benda mula-mula (m3)
γ = koefisien muai volume (/℃)
∆T = kenaikan suhu (℃)