2. Pemuaian Zat Cair
Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa pada umumnya setiap zat memuai jika dipanaskan, kecuali air jika dipanaskan dari 0
o
C sampai 4
o
C, menyusut. Sifat keanehan air seperti itu disebut anomali air. Grafik anomali air seperti terlihat pada gambar 4.7. berikut.
Keterangan: Pada suhu 4
C diperoleh: a volum air terkecil
b massa jenis air terbesar.
Gambar 4.7 Grafik anomali air
Karena pada zat cair hanya mengalami pemuaian volum, maka pada pemuaian zat cair hanya diperoleh persamaan
V
t
= V
o
. 1 + γ . ∆T ∆
V = V
o
. γ . ∆T
Tabel 4.4. Koefisien muai ruang zat cair untuk beberapa jenis zat dalam satuan K
-1
3. Pemuaian Gas
Jika gas dipanaskan, maka dapat mengalami pemuaian volum dan dapat juga terjadi pemuaian tekanan. Dengan demikian pada pemuaian gas terdapat
beberapa persamaan, sesuai dengan proses pemanasannya. a. Pemuaian volum pada tekanan tetap Isobarik
Gambar 4.8 a: gas di dalam ruang tertutup dengan tutup yang bebas ber- gerak.
Gambar 4.8 b: gas di dalam ruang tertutup tersebut dipanasi dan ternyata volum gas memuai sebanding dengan suhu mutlak gas.
Jadi pada tekanan tetap, volum gas sebanding dengan suhu mutlak gas itu. Pernyataan itu disebut hukum Gay-Lussac .
No. Jenis zat cair
Koefisien muai ruang
1. Alkohol
0,0012 2.
Air 0,0004
3. Gliserin
0,0005 4.
Minyak parafin 0,0009
5. Raksa
0,0002
4 suhu
o
C V
t
V
Suhu dan Kalor
110
Secara matematik dapat dinyatakan: V ~ T atau
b. Pemuaian tekanan gas pada volum tetap Isokhorik
Gambar 4.9: gas dalam ruang tertutup rapat yang sedang dipanasi. Jika pemanasan terus dilakukan maka
dapat terjadi ledakan. Hal tersebut dapat terjadi karena selama proses pemanasan, tekanan gas di dalam ruang
tertutup tersebut memuai. Pemuaian tekanan gas terse- but sebanding dengan kenaikan suhu gas.
Jadi, pada volum tetap tekanan gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Pernyataan itu disebut juga
dengan hukum Gay-Lussac. Secara matematik dapat di- nyatakan: P ~ T atau
atau
c. Pemuaian volum gas pada suhu tetap Isotermis
Gambar 4.10 a: Gas di dalam ruang tertut- up dengan tutup yang dapat digerakkan dengan
bebas. Gambar 4.10 b: Pada saat tutup tabung
digerakkan secara perlahan-lahan, agar suhu gas di dalam tabung tetap maka pada saat
volum gas diperkecil ternyata tekanan gas dalam tabung bertambah besar dan bila volum
gas diperbesar ternyata tekanan gas dalam tabung mengecil. Jadi, pada suhu tetap, tekanan gas berbanding terbalik dengan volum gas.
Pernyataan itu disebut hukum Boyle. Salah satu penerapan hukum Boyle yaitu pada pompa sepeda. Dari hukum Boyle tersebut diperoleh:
atau Jika pada proses pemuaian gas terjadi dengan tekanan berubah, volum
berubah dan suhu berubah maka dapat diselesaikan dengan persamaan hukum Boyle - Gay Lussac, dimana:
atau P
P
1 2
. V T
. V T
1 1
2 2
= P
tetap . V
T =
P
1
. V
1
= P
2
. V
2
P . V = tetap P
P
1 2
T T
1 2
= P
tetap T
= V
tetap V
V T
atau T
T
1 2
= =
1 2
P
2
V
2
T P
1
V
1
T a
b
V
1
T
1
V
2
T
2
a b
Gambar 4.10 Proses isotermis
Fisika SMAMA Kelas X
111
Gambar 4.8 Proses isobarik
Gambar 4.9 Proses isokhorik