Muai Luas Pemuaian pada Zat Padat

59 IPA Terpadu Kelas VII Sifat pemuaian benda ternyata banyak kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa manfaat pemuaian zat padat dijelaskan sebagai berikut. 1 Pemasangan roda besi pada roda pedati, sambungan rel kereta api, dan pemasangan kaca pada bingkainya. 2 Bimetal Bimetal berasal dari kata bi yang berarti dua, dan metal yang berarti logam. Pengertian bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muai panjangnya dijadikan satu dengan cara dipaku keling atau dilas. Ketika dipanaskan atau didinginkan, bimetal tersebut melengkung akibat pemuaian atau penyusutan kedua logam yang berbeda. Arah lengkung bimetal sangat mudah dipahami sebagai berikut. a Apabila dipanaskan, bimetal melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya lebih kecil. b Apabila didinginkan, bimetal melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya lebih besar. Banyak sekali peralatan yang memanfaatkan bimetal, antara lain sebagai berikut. a Sakelar otomatis pada setrika listrik Perhatikan Gambar 6. 19. Sakelar otomatis ini sering di- namakan thermostat. Artinya sakelar ini akan memutuskan atau mengalirkan arus listrik karena pengaruh suhu thermo = suhu. b Termometer bimetal Perhatikan Gambar 6.20. Ketika spiral bimetal terkena panas suhu naik, bimetal akan memuai yang berarti akan melengkung menggulung ke dalam. Sebaliknya, spiral akan menggulung ke luar bila suhu turun. Arah bergeraknya jarum penunjuk suhu mengikuti arah melengkungnya bimetal.

2. Pemuaian pada Zat Cair

Sudah kita ketahui bahwa bentuk zat cair mengikuti bentuk wadah yang ditempatinya. Artinya zat cair tidak mempunyai ukur- an panjang, lebar, dan tinggi yang tetap. Namun, zat cair mem- punyai volume yang tetap meskipun dipindah ke wadah lain. Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui tentang muai volume zat cair Gambar 6.18 Bimetal kuningan-besi dan arah lengkungnya bila dipanaskan Kuningan α = 0,000019 C° Besi α = 0,000012 C° α k α b Bimetal kuningan-besi → Bimetal dipanaskan Bimetal Gambar 6.19 Sakelar otomatis pada setrika listrik Ujung tetap Kontak arus K Ujung bebas Gambar 6.20 Prinsip kerja termometer bimetal Spiral bimetal Gambar 6.15 Cara memasang besi pada roda pedati Roda kayu Besi panas ⎯→ ⎯→ Gambar 6.16 Ruang muai pada penyambungan rel kereta api Ruang muai Sumber: Dokumen Penerbit Gambar 6.17 Ruang muai pada pemasangan kaca Ruang muai kaca Sumber: Dokumen Penerbit Mengapa kawat listrik Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi SUTET pada siang hari yang terik lebih kendur daripada ketika pagi hari? 60 Kalor

3. KeanehanKetidaknormalan Pemuaian pada Air Anomali Air

Kita sudah mengetahui jika suatu zat cair dipanaskan dinaikkan suhunya, zat cair itu memuai. Apakah hal itu berlaku untuk semua jenis zat cair? Air tidak demikian. Aneh tapi nyata Pada suhu tertentu air sangat aneh. Bila air dari suhu 0°C dinaikkan sampai dengan 4°C, air tidak memuai, tetapi justru menyusut. Sebaliknya, air dengan suhu 4°C, ketika diturunkan sampai dengan 0°C, justru memuai. Dari keanehan itu volume terkecil air dicapai pada suhu 4°C. Dengan demikian, massa jenis ρ terbesar air dicapai ketika suhunya 4°C. Membedakan Sifat Muai Berbagai Zat Cair A. Apa yang Kalian Perlukan? 1. tiga botol kaca bekas yang identik sama 2. tiga batang sedotan minuman usaha- kan yang berwarna transparan 3. gabus penyumbat mulut botol 4. bejana berisi air panas B. Apa yang Harus Kalian Lakukan? 1. Isilah botol I dengan air, botol II dengan minyak goreng, dan botol III dengan minyak tanah hingga penuh 2. Tutuplah ketiga mulut botol dengan sumbat gabus yang sudah diberi sedotan 3. Usahakan agar permukaan ketiga jenis zat cair dalam botol sama tinggi dan masuk ke dalam sedotan sehingga ber- ada di atas sumbat. Tandailah per- mukaannya dengan spidol 4. Masukkan ketiga botol itu ke dalam bejana, kemudian tuangkan air panas ke dalam bejana secara perlahan Amati perubahan tinggi permukaan zat cair dalam botol C. Apa yang Kalian Peroleh? Tuliskan data pengamatan kalian dalam tabel berikut Jenis Ketinggian Zat Cair Zat Cair Sebelum Setelah Dipanaskan Dipanaskan Air . . . . . . . . Minyak goreng . . . . . . . . Minyak tanah . . . . . . . .

D. Aplikasi dan Analisis

1. Samakah tinggi permukaan ketiga jenis zat cair dalam botol setelah air panas dimasukkan ke dalam bejana? Mengapa? 2. Permukaan paling rendah adalah . . . . 3. Permukaan paling tinggi adalah . . . . 4. Buat kesimpulan dari hasil pengamatan dan kegiatan di atas Bejana diisi air panas. Amati tinggi permukaan zat cair dalam botol. Bejana sebelum diisi air panas. Permukaan zat cair sama tinggi. Permukaan zat cair sama tinggi I II III