Pemuaian Volume pada Zat Cair

Kita ketahui bahwa pada zat padat jika dipanaskan akan mengalami pemuaian. Jika zat padat tersebut hanya memiliki panjang saja (diameter atau tebal zat tersebut sanagt kecil) misalnya kawat, hanya terjadi pemuaian panjang saja. Jika zat padat tersebut berupa plat tipis yang memiliki panjang dan lebar, maka benda tersebut jika dipanaskan akan terjadi pemuaian luas. Begitu juga pada volume zat padat, jika dipanaskan akan terjadi pemuaian volume. Lalu bagaimana dengan pemuaian pada zat cair?

Untuk membuktikan apakah zat cair juga mengalami pemuaian, bisa dicoba dengan memasak air (bukan air es) dengan menggunakan panci. Air yang ada di dalam panci harus penuh, agar kita mudah 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 membuktikan bahwa zat cair jika dipanaskan juga akan mengalami pemuaian. 
Pemuaian Volume pada Zat Cair
Memasak air contoh 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, yakni 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 setelah 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 jika dipanaskan akan mengalami pemuaian, kecuali air jika dipanaskan dari 0°C sampai 4°C justru mengalami penyusutan volume. Sifat keanehan air seperti 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 tentang pemuaian volume pada zat cair, silahkan simak dan pahami contoh 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 jika dipanaskan sampai 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, kemudian bersama-sama air dipanaskan. Pada suhu berapakah air akan mulai tumpah jika 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 tepat akan tumpah jika 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 tepat akan tumpah pada saat suhunya mencapai 66,8°C


Nah demikian materi tentang pemuaian volume pada zat cair, jika ada permasalahan atau kendala dalam memahami materi ini, silahkan tanyakan pada kolom kometar. Kita pasti bisa.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Pemuaian Volume pada Zat Cair"

Post a Comment

Terima kasih sudah membaca blog ini, silahkan tinggalkan komentar dengan sopan dan tidak mengandung unsur SARA atau pornografi serta tidak ada link aktif. Mohon maaf kalau komentarnya dibalas agak lambat. Kolom komentar ini kami moderasi, jadi kalau ada komentar yang tidak sesuai dengan ketentuan tidak akan dipublikasikan.