64
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Seperti uraian pada Subbab B, gerakan partikel terkecil suatu zat akan semakin cepat dengan bertambahnya suhu
suatu zat akibat pemanasan. Semakin cepat gerakan partikel- partikel tersebut maka partikel memerlukan ruangan yang
lebih besar untuk mempermudah gerakannya. Akibatnya, ruang antarpartikel menjadi semakin besar. Kamu tidak bisa melihat
pertambahan ruang antarpartikel tersebut karena terlalu kecil untuk dapat dilihat. Namun, buktinya bisa dilihat dengan
adanya pertambahan volume zat bila suhu zat meningkat.
Akibat pertambahan volume, massa yang dimiliki zat untuk setiap ukuran volume tertentu akan menurun. Dengan
kata lain, pemuaian suatu zat akan mengakibatkan turunnya atau berkurangnya massa jenis zat tersebut.
Peristiwa pemuaian dapat terjadi pada setiap wujud
zat baik padat, cair, maupun gas. Gambar 3.9 adalah contoh pemuaian yang terjadi karena adanya panas matahari.
Perhatikanlah kabel listrik yang terbentang di pinggir jalan pada siang hari. Apakah yang dapat kamu amati? Jika kita
perhatikan dengan saksama, kabel listrik pada siang hari akan mengendur. Tahukah kamu penyebabnya?
Sementara itu, pada malam hari udara lebih dingin sehingga kabel listrik tidak akan mengendur seperti halnya
pada siang hari. Perhatikanlah Gambar 3.10. Pada gambar tersebut, tampak kabel listrik pada malam hari mengalami
pengerutan. Mengapa terjadi demikian?
Penurunan suhu suatu zat umumnya akan diikuti oleh penurunan volume zat, yang disebut pengerutan. Pada saat
suhu zat turun, kecepatan gerakan partikel-partikel terkecil suatu
zat akan turun sehingga jarak antarpartikelnya mengecil. Penurunan ruang antarpartikel tersebut tidak
dapat dilihat karena terlalu kecil untuk diamati, bahkan dengan bantuan mikroskop tercanggih. Namun, buktinya
dapat dilihat dengan adanya penurunan volume zat saat suhunya turun.
Untuk memahami pemuaian yang terjadi pada zat padat, zat cair, dan gas, perhatikanlah uraian berikut.
1. Pemuaian Zat Padat
Pernahkah kamu memerhatikan sambungan rel kereta api? Jika kamu kebetulan melewati rel tersebut, coba amati
sambungan di antara rel. Apakah sambungan tersebut dibuat rapat atau regang? Ternyata, pada sambungan rel terdapat
celah. Mengapa dibuat demikian? Untuk menjawabnya, lakukan kegiatan Ayo Coba 3.5 berikut.
Gambar 3.9
Pada siang hari, kabel listrik tampak mengendur.
Apa penyebabnya?
Gambar 3.10
Pada malam hari, kabel listrik tampak mengerut.
Di unduh dari : Bukupaket.com
65
Wujud Zat dan Perubahannya
Pada kegiatan tersebut, ketika ketiga logam dipanaskan, jarum penunjuk akan menyimpang. Hal tersebut me nunjukkan
bahwa ketiga logam tersebut bertambah panjang. Pertambahan panjang ini menunjukkan terjadinya pemuaian pada
zat padat. Mengapa benda tersebut dapat bertambah panjang?
Sebenarnya, kamu telah mempelajari peristiwa ini ketika membahas sifat partikel-partikel zat. Partikel-partikel zat selalu
bergerak. Jika zat tersebut dipanaskan, gerakan partikelnya akan semakin cepat dan saling menumbuk dengan partikel
tetangganya. Akibatnya, jarak antarpartikel menjadi regang dan zat padat menjadi bertambah panjang.
Pada rentang suhu tertentu, semakin besar kenaikan
suhu maka semakin besar pertambahan panjangnya. Hasil percobaan membuktikan bahwa pemuaian setiap zat berbeda-
beda bergantung pada jenis zatnya. Pemuaian aluminium lebih besar dibandingkan tembaga dan besi. Hasil pemuaian besi
paling kecil dibandingkan tembaga dan aluminium. Besaran yang membedakan pemuaian setiap jenis zat disebut koei sien
muai. Oleh karena setiap benda terdiri atas dimensi panjang, lebar, dan tinggi, akan terjadi penambahan dimensi tersebut.
P d k i b
k ik k i l
di k
Ayo Coba 3.5
Tujuan Mengamati Pemuaian Zat Padat
Alat dan bahan Alat musschenbroek, beberapa batang logam, pembakar spiritus,
dan korek api Cara kerja
1. Sediakan
alat musschenbroek, beberapa batang logam yang
berbeda misalnya aluminium, tembaga, dan besi, dan pem- bakar spiritus atau pembakar bunsen.
2. Aturlah alat tersebut agar kedudukan ketiga jarum me nun- jukkan skala yang sama.
3. Panaskan ketiga batang logam tersebut beberapa menit dengan pembakar spiritus. Perhatikan jarum penunjuk dari
ke tiga logam tersebut. Apakah yang terjadi?
Sumber: Dokumentasi Penerbit
Gambar 3.11
Alat musschenbroek diguna kan untuk mengamati pemuaian
pada logam.
Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.
Pertanyaan 1. Ketika ketiga logam tersebut dipanaskan, apakah jarumnya
bergerak? Menunjukkan apakah pergerakan jarum tersebut? 2.
Apakah penyimpangan jarum dari ketiga logam tersebut sama? Apakah artinya?
3. Jika pemanasan kamu teruskan, apakah akibatnya terhadap pe nambah an panjang zat tersebut?
4. Berilah kesimpulan hasil kegiatan Ayo Coba 3.5.
Di unduh dari : Bukupaket.com
66
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Pada kondisi-kondisi tertentu, kamu dapat mengamati pemuaian pada arah tertentu saja, dikenal koei sien muai
panjang, koei sien muai luas, dan koei sien muai volume. Jika panjang mula-mula sebuah benda yang bersuhu T
adalah ℓ maka panjang setelah dipanaskan sampai T adalah
ℓ. Pertambahan panjang Dℓ benda adalah selisih antara panjang akhir dan panjang mula-mula.
D ℓ = ℓ – ℓ
Jadi, dapat disimpulkan bahwa pertambahan panjang suatu benda ditentukan oleh panjang mula-mula ℓ
, kenaikan suhu ΔT, dan koei sien muai panjang . Koei sien muai panjang
menunjukkan besarnya pertambahan panjang untuk setiap Dℓ m pada kenaikan suhu ΔT
o
C. Secara matematis ditulis: D
ℓ =ℓ .
. ΔT Adapun nilai koei sien muai panjang beberapa zat dapat
dilihat pada Tabel 3.3 berikut.
Tabel 3.3
Tabel Koei sien Muai Panjang Beberapa Zat Padat
No. Jenis Bahan
Koei sien Muai Panjang, °C
1 Aluminium
0,000025 2
Kuningan 0,000019
3 Besi
0,000029 4
Kaca pyrex 0,000003
5 Kaca
0,000009
Sumber: Physics for Scientists and Engineers, 2002
Benda padat tidak hanya berbentuk panjang, tetapi ada yang berbentuk lempengan atau bidang dan ruang.
Jika benda berupa lempengan, pemuaiannya berupa luas sehingga ditentukan koei sien muai luas , yaitu besarnya
penambahan untuk setiap luas Dℓ × Dℓ m
2
pada kenaikan ΔT
o
C. Besar koei sien muai luas adalah dua kali koei sien muai panjang.
= 2 Jika benda berupa ruang, pertambangan panjangnya ke
segala arah dan disebut sebagai muai volume. Pada pemuaian ruang ditentukan koei sien muai volume , yaitu besarnya
penambahan untuk setiap volume Dℓ × Dℓ × Dℓ m
3
pada kenaikan ΔT
o
C. Besar koei sien muai volume adalah tiga kali koei sien muai panjang.
= 3
Di unduh dari : Bukupaket.com
67
Wujud Zat dan Perubahannya
2. Pemuaian Zat Cair
