Rabu, 17 April 2013

Pemuaian Zat Cair dan Gas

Tidak zat padat saja yang bisa memuai, zat cair dan gas juga bisa memuai. Bagaimana proses pemuaian zat cair dan gas?



Balon jika dijemur di terik matahari terlalu lama akan meletus,
karena gas yang ada di dalam balon akan memuai akibat pemanasan
Sumber Gambar: addictedkorea.wordpress.com


Proses Pemuaian pada Zat Cair
Apabila dinaikkan suhunya atau dipanaskan zat cair akan memuai, bahkan dengan kenaikan suhu yang sama pemuaian zat cair akan lebih besar daripada zat padat.
Ketinggian air pada pipa kapiler sebelum dipanaskan berada di bawah, begitu dimasukkan ke dalam air hangat ketinggiannya meningkat, selanjutnya ketinggiannya bertambah lagi ketika dimasukkan ke dalam air panas. Terlebih ketika langsung dikenai panas oleh alat pemanas sampai mendidih, airnya mencapai puncak tertinggi bahkan keluar meluber dari pipanya. Bertambahnya tinggi air pada saat terkena panas menunjukkan adanya pemuaian pada zat cair.
Selain zat cair, pipa kapiler dan tabung erlenmeyer pun ikut memuai. Pemuaian pada pipa dan tabung itu tidak begitu terlihat apabila dibandingkan dengan pemuaian pada zat cair. Dengan demikian, pemuaian pada zat cair lebih besar daripada pemuaian zat padat.

Pemuaian pada Beberapa Jenis Zat Cair
Pemuaian pada zat cair menyangkut dimensi volume. Besarnya nilai pemuaian pada beberapa jenis zat cair berbeda-beda. Pemuaian pada alkohol lebih besar daripada pemuaian gliserin. Pemuaian pada minyak parafin lebih besar daripada pemuaian gliserin. Pemuaian pada gliserin lebih besar daripada pemuaian pada raksa. Pemuaian pada alkohol lebih besar dari pemuaian air. Pemuaian pada air lebih besar daripada pemuaian minyak kelapa.
Dengan demikian, pemuaian pada zat cair dipengaruhi oleh jenis zat cairnya. Untuk dapat membedakan pemuaian antara satu jenis zat cair dengan zat cair lainnya, berikut ini tercantum nilai koefisien muai volume pada beberapa jenis zat cair.


Sifat pemuaian zat cair, yang lebih besar dibandingkan dengan pemuaian zat padat menjadi dasar dari cara bekerjanya termometer raksa dan termometer alkohol. Pemuaian pada air akan mengalami keanehan. Apabila kamu mengamati perubahan air pada saat dipanaskan sampai suhu 4°C akan menampakkan keanehan. Pada kondisi suhu 4°C, permukaan air menurun yang berarti volumenya mengecil, sedangkan massa jenisnya terbesarPeristiwa keanehan air pada suhu 4°disebut anomali air. Peristiwa anomali air dapat kamu amati pada grafik berikut ini.
 

Proses Pemuaian pada Gas
Salah satu bukti adanya pemuaian gas di antaranya labu didih yang berisi gas akan menghasilkan gelembung-gelembung udara yang ke luar dari pipa kapiler. Gelembung-gelembung udara tersebut merupakan akibat dari pemuaian gas yang terjadi di dalam labu didih yang dipanaskan. Apabila pemanasannya dihentikan, maka suhu gas dalam labu itu akan turun, yang berakibat terjadinya penyusutan gas dan air akan masuk ke dalam labu itu.
Tiga hal yang perlu diperhatikan pada zat gas adalah volume, tekanan dan suhu.
a) Untuk volume terhadap perubahan suhu pada tekanan tetap
 
Keterangan
V = volume gas pada suhu t ( m3 )
Vo = volume gas mula-mula ( m3 )
γp = koefisien muai gas pada tekanan tetap ( /0C)
t1 = suhu mula-mula ( 0C )
t2 = suhu akhir ( 0C )
b) Tekanan terhadap perubahan suhu pada volume tetap
 
Keterangan
P = tekanan gas pada suhu t ( Pa)
Po = tekanan gas mula-mula ( Pa )
γV = koefisien muai gas pada volume tetap ( /0C)
t1 = suhu mula-mula ( 0C )
t2 = suhu akhir ( 0C )

c) Muai volume gas
 
Keterangan
V = volume gas pada suhu t ( m3 )
Vo = volume gas mula-mula ( m3 )
γp = koefisien muai gas pada tekanan tetap ( /0C)
t = suhu ( 0C )
Sifat muai gas itu dapat digunakan untuk pembuatan termometer gas. Termometer gas ini digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah seperti di dalam laboratorium. Apabila reservoir gas dimasukkan ke dalam ruangan yang suhunya lebih tinggi daripada keadaan awalnya, maka gas akan memuai dan mendesak raksa yang terdapat di dalam pipa U.