Kita ketahui bahwa pada zat padat jikalau dipanaskan akan mengalami pemuaian. Jika zat padat tersebut hanya mempunyai panjang saja (diameter atau tebal zat tersebut sanagt kecil) contohnya kawat, hanya terjadi pemuaian panjang saja. Jika zat padat tersebut berupa plat tipis yang mempunyai panjang dan lebar, maka benda tersebut jikalau dipanaskan akan terjadi pemuaian luas. Begitu juga pada volume zat padat, jikalau dipanaskan akan terjadi pemuaian volume. Lalu bagaimana dengan pemuaian pada zat cair?
Untuk pertanda apakah zat cair juga mengalami pemuaian, dapat dicoba dengan memasak air (bukan air es) dengan memakai panci. Air yang ada di dalam panci harus penuh, biar kita gampang mengetahui apakah terjadi pemuaian. Ketika kita memanaskan panci yang berisi penuh dengan air, pada suhu yang sangat tinggi, sebagian dari air tersebut akan tumpah. Hal ini berarti volume air di dalam panci tersebut memuai atau volumenya bertambah. Ini pertanda bahwa zat cair jikalau dipanaskan juga akan mengalami pemuaian.
 |
| Memasak air pola pemuaian volume pada zat cair |
Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume saja. Seperti yang sudah disinggung pada postingan sebelumnya bahwa persamaan untuk pemuaian volume pada zat padat juga akan berlaku pada pemuaian volume pada zat cair, ialah dengan persamaan:
V = V0 + ΔV
dengan ΔV = Vo . γ . ΔT, maka persamaannya menjadi:
V = V0 + Vo . γ . ΔT
V = Vo.(1 + γ . ΔT)
Ingat:
ΔT = T – T0
dan
γ = 3α
dengan:
ΔV = perubahan volume
V = volume sesudah pemanasan
Vo = volume awal
γ = koefesien muai volume
ΔT = perubahan suhu
T = suhu akhir
T0 = suhu awal
α = koefesien muai panjang
Jika mengacu pada persamaan di atas, maka zat cair jikalau dipanaskan akan mengalami pemuaian, kecuali air jikalau dipanaskan dari 0°C hingga 4°C justru mengalami penyusutan volume. Sifat kecacatan air ibarat itu disebut anomali air. Apa pengertian anomali air dan apa contohnya dalam kehidupan sehari-hari? Silahkan baca postingan “Pengertian dan Contoh Peristiwa Anomali Air”.
Untuk memantapkan pemahaman Anda wacana pemuaian volume pada zat cair, silahkan simak dan pahami pola soal di bawah ini.
Contoh Soal 1
Pada suhu 20°C sebuah botol berisi penuh cairan yang volumenya 500 cc. Jika koefesien muai volume botol dan cairan berturut-turut 0,00004/°C dan 0,0004/°C, berapakah cairan yang tumpah jikalau dipanaskan hingga 70°C?
Penyelesaian:
Diketahui:
T0 = 20°C
Vb = Va = 500 cc
γb = 0,00004/°C
γa = 0,0004/°C
T = 70°C
Ditanyakan: V tumpah = ?
Jawab:
ΔT = T – T0
ΔT = 70°C – 20°C
ΔT = 50°C
ΔVb = γb.Vb. ΔT
ΔVb = 0,00004/°C. 500 cc. 50°C
ΔVb = 1 cc
ΔVa = γa.Va. ΔT
ΔVa = 0,0004/°C. 500 cc. 50°C
ΔVa = 10 cc
V tumpah = ΔVa – ΔVb
V tumpah = 10 cc – 1 cc
V tumpah = 9 cc
Contoh Soal 2
Ke dalam sebuah gelas yang bervolume 50 cm3 dimasukkan air sebanyak 49 cm3 pada suhu 25°C, lalu gotong royong air dipanaskan. Pada suhu berapakah air akan mulai tumpah jikalau koefesien linier gelas = 4×10-6/°C dan koefesien muai volume air = 5×10-4/°C.
Penyelesaian:
V0g = 50 cm3
V0a = 49 cm3
T0 = 25°C
αg = 4×10-6/°C
γa = 5×10-4/°C
Ditanya = T = ?
Jawab:
Perubahan volume gelas:
Vg = V0g + Vog . 3αg . (T – T0)
Vg = 50 + 50 . 3×4×10-6 . ΔT
Vg = 50 + 0,0006ΔT
Perubahan volume air:
Va = V0a + Voa . γa . ΔT
Va = 49 + 49 . 5×10-4 . ΔT
Va = 49 + 0,245ΔT
Air sempurna akan tumpah jikalau volume gelas sama dengan volume air, maka:
Vg = Va
50 + 0,0006ΔT = 49 + 0,245ΔT
50 – 49 = 0,0245ΔT – 0,0006ΔT
1 = 0,0239ΔT
ΔT = 1/0,0239
ΔT = 41,8°C
ΔT = T – T0
T = T0 + ΔT
T = 25°C + 41,8°C
T = 66,8°C
Jadi, air sempurna akan tumpah pada ketika suhunya mencapai 66,8°C
Nah demikian materi wacana pemuaian volume pada zat cair, jikalau ada permasalahan atau hambatan dalam memahami materi ini, silahkan tanyakan pada kolom kometar. Kita niscaya bisa.
